EN RAPPORT FRÅN SVENSK MJÖLK FORSKNING Rapport nr: 7092 2011-11-10

Systemanalys disk

Anders Christiansson, Inger Andersson, Mats Gyllenswärd, Anna-Karin Modin Edman och Anna Widell

2

Innehåll Sammanfattning ............................................................................................................. 5

Rekommendationer och kunskapsbehov ....................................................................... 6

Systemanalys disk – en översikt .....................................................................................8

Bakgrund ....................................................................................................................8

Projektgrupp ...........................................................................................................8

Referensgrupp .........................................................................................................8

Mjölkkvalitet på svenska gårdar ................................................................................. 9

Orsaker till diskproblem ........................................................................................... 10

Betydelse av bakterier för mejeriproduktionen ......................................................... 11

Diskens effekter på miljö, klimat och hälsa .............................................................. 13

Kostnader för disk på gården .................................................................................... 14

Betalningssystem ...................................................................................................... 15

Mejerikostnader ........................................................................................................ 16

Bilaga 1 Mjölkkvalitet på svenska mjölkgårdar ............................................................ 17

Bakterietal (totalantal) i leverantörsmjölk ............................................................... 17

Halter av termoresistenta bakterier i leverantörsmjölk och i silo ............................ 24

Bakterietal - jämförelse AMS/konventionell mjölkning ........................................... 25

Samband mellan termoresistenta bakterier och totalantal bakterier ....................... 27

Referenser ................................................................................................................ 28

Bilaga 2 Fälterfarenheter av diskproblem .................................................................... 29

Samband mellan diskparametrar och termoresistenta bakterier - fältstudie .......... 29

Referenser ................................................................................................................. 29

Bilaga 3. Bakterier och produktkvalitet ....................................................................... 30

Referenser ................................................................................................................. 32

Bilaga 4. Biofilmer ........................................................................................................ 34

Referenser ................................................................................................................. 35

Bilaga 5. Diskprocessen ................................................................................................ 36

Vilka faktorer styr diskningsresultatet? .................................................................... 37

Kemikalier i disklösningen ....................................................................................38

Desinfektionsmedel ............................................................................................... 43

Disktemperatur ..................................................................................................... 43

Mekanisk effekt (turbulens) .................................................................................. 44

Tid ......................................................................................................................... 45

Hygienisk design ................................................................................................... 45

Växeldisk ................................................................................................................... 46

3

Testsystem för diskmedel ......................................................................................... 46

Referenser ................................................................................................................. 47

Bilaga 6. Vilken betydelse har biofilmer i mjölkningsanläggningar? .......................... 48

Diskförsök i labskala ................................................................................................ 48

Diskförsök i mjölkningsanläggning .......................................................................... 49

Referenser ................................................................................................................. 52

Bilaga 7. Tekniska system för disk ................................................................................ 54

Från spannmaskiner och vattenkylning till helautomatiserad disk ......................... 54

Förutsättningar på gårdarna – stora mjölktankar .................................................... 55

Ny teknik och större besättningar ............................................................................ 56

Kontroll av disktemperatur m.m. ............................................................................. 57

Behov av diskvatten .................................................................................................. 58

Framtida utvecklings/förbättringsmöjligheter. Värmeåtervinning/Energieffektivisering ................................................................. 60

Referenser ............................................................................................................ 60

Bilaga 8. Energiåtgång och kemikalier – påverkan miljö och hälsa ............................. 62

Regelverk för hantering och bedömning av kemikalier ............................................ 62

Bra Kemråd ............................................................................................................... 63

Klor ........................................................................................................................... 64

Fosfater ..................................................................................................................... 64

Referenser ................................................................................................................. 65

System för återanvändning av disklösningar ............................................................ 65

Energianvändning och klimatpåverkan .................................................................... 66

Referenser: ............................................................................................................ 67

Miljöaspekter på vattenförsörjning .......................................................................... 67

Bilaga 9. Kostnader för disk och dess miljöeffekter .................................................... 68

Kostnader på gården ................................................................................................ 68

Betalningssystemen .................................................................................................. 70

Effekter/kostnader för mejeriet ................................................................................ 71

Energieffektivisering ................................................................................................. 73

Referenser ............................................................................................................. 74

Bilaga 10: Exempel på några diskmedel på den svenska marknaden och deras kemiska sammansättning ........................................................................................................... 75

Förklaringar till tabellen – lite diskmedelskemi ....................................................... 76

Alkali: .................................................................................................................... 76

Syra: ...................................................................................................................... 76

Tensider: ............................................................................................................... 76

4

Komplexbildare: .................................................................................................... 76

Oxidationsmedel: .................................................................................................. 76

Kemi: ..................................................................................................................... 76

Bilaga 11. Jämförelse av diskkostnader ........................................................................ 79

Bilaga 12. Bra Kemråds krav och kriterier bl.a. för rengöringsmedel och desinfektionsmedel på gården ...................................................................................... 81

Miljökrav på ingående ämnen .................................................................................. 81

Hälsokrav på produkt och ingående ämnen ............................................................. 81

Övriga miljö- och hälsokrav på ingående ämnen .................................................... 82

Förteckning över risk- och skyddsfraser .................................................................. 82

Bilaga 13. Ordlista ........................................................................................................ 86

5

Sammanfattning Totalantalet bakterier i leverantörmjölk har ökat de senaste fem åren, åtminstone regionalt. Robotbesättningar och andra stora besättningar har i genomsnitt högre totalantal och även högre halt termoresistenta bakterier än medelstora konventionella gårdar, vilket är oroande eftersom 20-25% av den svenska mjölken idag produceras på gårdar med AMS-system. Orsaken är troligen att dessa gårdar har mera tekniskt komplicerade mjölkningsanläggningar och större mjölktankar, som på grund av sin storlek kräver mer varmvatten för disk och som samtidigt riskerar att bli mera svår-diskade på grund av sin design. De diskas automatiskt utan övervakning av personal. Detta ställer högre krav på en fungerande disk med marginaler i diskfaktorerna för att kunna hantera störningar. Svåra diskproblem kan kopplas till att mjölkföretagaren har bristande kontroll över disktemperatur, diskmedelsdosering, turbulens och disk-tid och yttrar sig som biofilmbildning i anläggningen. Vi vet att biofilmer är mycket svåra att eliminera när de väl bildats men vi saknar idag tillräcklig kunskap för att kunna rekommendera vad som krävs av en bra disk för att förhindra biofilmbildning.

Även om totalantalet bakterier är förhöjt på vissa gårdar så ger totalantalet i sig inte generellt några problem för produkttillverkning, men det är ändå viktigt att göra insatser för att minska bakteriehalten. Gårdar med stabilt 10 000 bakterier/ml mjölk har god kontroll över disken, medan gårdar med högre genomsnittligt bakterietal ofta har stor fluktuation i bakterietal vilket indikerar dålig kontroll. Till skillnad från total-antalet bakterier, kan förekomst av termoresistenta bakterier i de halter som före-kommer idag begränsa råvarans användbarhet för tillverkning av vissa produkter, t.ex. mjölkpulver. Vissa termoresistenta bakterier kan också föröka sig i mejeri-processer, som vid ost- och mjölkpulvertillverkning.

Det är nödvändigt att använda diskmedel för att diska rent, men en ansvarsfull kemikalieanvändning bygger på medel som är godkända av Bra Kemråd. Enligt Bra Kemråds kriterier får inte klorerade ämnen, t.ex. natriumhypoklorit ingå eftersom klor kan reagera med organiska ämnen och bilda nya miljö- och hälsoskadliga ämnen. Fosfater kan orsaka övergödning av vattendrag, men den mängd som ingår i en del diskmedel och hamnar i gödselbrunnen är försumbar jämfört med fosformängden i kornas gödsel. Den elenergi som krävs för uppvärmning av diskvatten är också mycket liten sett i ett livscykelperspektiv för mjölk.

Kostnader för disk på gården har beräknats och värderats. De rörliga kostnaderna (vatten, el och diskmedel) varierar mellan 1,3-3,4 öre/kg mjölk beroende på gårdsstorlek och typ av mjölkningsanläggning i rapportens beräkningsexempel. I rapporten ges exempel på kostnader vid olika scenarier, t.ex. att höja varmvattentemperaturen, öka diskmedelsdoseringen eller investera i större varmvattenberedare. Betalningssystemen varierar mellan mejeriföretagen och tilläggen/avdragen beroende på bakterietal är ofta högre än diskkostnaden. Med utgångspunkt från Arla Foods betalningssystem och data från Sverige kan det uppskattas att 13% av leverantörerna skulle kunna tjäna 1 öre eller mer (upp till 11 öre) per kg mjölk i genomsnitt under året genom att se över diskrutinerna.

Det har inte varit möjligt att göra en ekonomisk värdering av effekterna av termoresistenta bakterier på mejeriprodukter eftersom förutsättningarna varierar mellan företagen. En sådan värdering kan endast göras på lokal nivå för respektive företag och bör innefatta en värdering av mjölkråvarans kvalitet i ett framtida riskperspektiv. En fortsatt ökning av halten termoresistenta bakterier bör begränsas.

6

Rekommendationer och kunskapsbehov

Ytterligare insatser på robot-gårdar och andra stora gårdar behöver göras för att minska bakteriehalten där den är förhöjd. Att bakteriehalten ökar på sådana gårdar är oroväckande med tanke på den stora mjölkvolymen som de producerar.

Exempel: Fortbildning av mjölkkvalitetsrådgivare så att de känner sig säkra i rådgivningen. Kanske ett fåtal specialister? Riktade rådgivningsinsatser på gårdar med kvalitetsavdrag vid anmärkning för högt bakterietal eller hög halt termoresistenta bakterier. Information om AMS-specifika hygienåtgärder till mjölkföretagare.

För att försäkra sig om att disken fungerar är det viktigt att mjölkföretagaren

själv gör regelbundna kontroller av disktemperaturer, diskmedelsdosering, turbulens, vattenmängd och att diskprogrammet fungerar som avsett. Att göra visuell kontroll av disken där det är möjligt är också viktigt. Detta är inte minst viktigt när klorfria diskmedel används på gårdarna. Totalantalet bakterier i tankmjölken bör följas kontinuerligt via analysbeskeden som en indikator på diskens funktion. Avvikelser och förändringar ska föranleda åtgärder.

Samarbetet mellan mejeriföretagen och tillverkarna av utrustning för mjölkning och kylning av mjölk bör fortsätta inom ramen för projektet Teknik på gården för att stimulera och initiera åtgärder som gynnar mjölkkvaliteten och lösa utmaningarna med ny teknik. Exempel : Automatiskt filterbyte i AMS Byggnadsrådgivare/planerare och utrustningstillverkare måste få ökad förståelse för att deras råd och konstruktioner kan leda till påverkan på mjölkkvaliteten och att hänsyn måste tas till detta i deras arbete Möjliggöra visuell inspektion av disk av utomhus stående silotankar, samt kontroll av mjölken före hämtning Dimensionering av varmvattenbehov

Uppdatera Kvalitetssäkrad Mjölkproduktion med ny skrift om AMS och mjölkkvalitet, disk, kylning och förvaring

Utvecklingen av bakteriehalten i tankmjölken på olika typer av gårdar bör

följas noga framöver. Ett system för övervakning behövs, som möjliggör kritisk värdering av förändringar.

Det finns inget enkelt sätt att identifiera gårdar med höga halter termoresistenta bakterier. Att använda totalantalet bakterier som utsorteringskriterier behöver utredas ytterligare.

För att kunna följa förändringar i halten termoresistenta bakterier i

mjölkråvaran skulle rutinmässig analys av silomjölk kunna införas vid mejerierna.

7

De rekommendationer om disktemperatur och tid som ges i rådgivningen är

grundade på praktiska erfarenheter och åtgärder vid problem och baseras på kunskap från teknisk design av äldre mjölkningssystem. Men det finns gårdar som inte uppfyller normerna och likväl har låga bakterietal. Vi saknar tillräcklig kunskap från fältdata om disktemperatur och övriga diskparametrar på gårdar utan bakterieproblem. Nästan alla undersökningar har fokuserats på gårdar med problem. Kunskapen bör kompletteras genom undersökningar på gårdar utan problem.

Vi behöver veta mera om termoresistenta biofilmers egenskaper, i synnerhet med avseende på avdödning/eliminering med värme och effekten av olika diskmedel för att bättre kunna bedöma nuvarande rekommendationer.

Även kylningstiden/temperaturförloppet för mjölk från AMS kan påverka

tillväxten av bakterier, men kunskapen om detta är otillräcklig. Det finns ingen samlad mikrobiologisk bedömning som kan ligga till grund för rekommendationer. Har vi rätt krav idag?

En bra värdering av betydelsen av termoresistenta bakterier i mejeriprodukter

har inte kunnat genomföras. Mejeriföretagen bör själva göra denna analys.

8

Systemanalys disk – en översikt

Bakgrund

Svensk mjölkproduktion genomgår för närvarande en omfattande strukturomvandling. Från att gårdarna har varit många med förhållandevis små besättningar går utvecklingen mot allt större och färre besättningar. Den volym mjölk som levereras från en stor besättning kan ha stor påverkan på mejeriproduktionen om mjölkens kvalitet inte är optimal.

Storleksökningen på besättningarna innebär bl.a. att alltmer komplicerad utrustning ingår i mjölkningsanläggningarna (till exempel automatiska mjölkningssystem, ventiler, värmeväxlare, stora silotankar m.m.). Detta leder till att anläggningarna blir mera svårdiskade än tidigare, med större krav på att disken fungerar väl. Inte minst varmvattenbehovet blir större. En väl fungerande disk är en grundförutsättning för att kunna leverera mjölk av god kvalitet. Detta ställer höga krav både på mjölkföre-tagaren, leverantörer av mjölkningsutrustning och kyltankar, samt på diskmedels-leverantörerna att samverka vad gäller diskens funktion, för att uppnå en god mjölkkvalitet. Ett diskrelaterat problem som särskilt uppmärksammats är förekomsten av termoresistenta bakterier på gårdarna.

Samtidigt som mjölkens kvalitet måste upprätthållas så är det viktigt att mjölkproduktionens miljöpåverkan minimeras. Högre varmvattenbehov medför indirekt ökad miljöbelastning. Även diskmedlens sammansättning är viktigt i detta sammanhang. Utvecklingen går mot alltmer miljövänliga diskmedel. Genom Bra Kemråd stimuleras mejeriföretag och mjölkföretagare att använda sådana medel. Det är också viktigt att diskmedlens funktion säkerställs. Men den kunskap som finns om diskmedel och deras funktion bland rådgivare och mejerianställda är ofta ofullständig och det är svårt för den enskilde rådgivaren att ha överblick över alla aspekter. Kunskapen om och kontrollen av de faktorer som påverkar disken på gårdarna är otillräcklig bland många mjölkföretagare. Det är alltså många olika faktorer som måste vägas in för att åstadkomma en säker diskprocess. Det finns ett behov att skapa en sammanställning som underlättar såväl för mjölkföretagaren, rådgivarna och mejeriet att ha översikt över frågeställningarna.

Denna rapport har tagits fram för att bättre belysa olika aspekter på disk av mjölkningsanläggningar och mjölktankar för att kunna ge ett helhetsperspektiv som integrerar både mjölkkvalitet, miljö och ekonomi.

Projektgrupp

Projektet har genomförts av en projektgrupp från Svensk Mjölk där följande personer medverkat: Anders Christiansson, Inger Andersson, Mats Gyllenswärd, Anna-Karin Modin Edman och Anna Widell.

Referensgrupp

En referensgrupp från mejeriföretagen har medverkat i diskussionerna under projektets gång:

Bo Jesper Petersen (Arla Foods), Lars-Åke Westman (Norrmejerier), Stefan Willforss (Skånemejerier) och Björn Yxhammar (Milk0).

9

Mjölkkvalitet på svenska gårdar

Se Bilaga 1 Under de senaste 5 åren har totalantalet bakterier i leverantörsmjölk ökat åtminstone regionalt (se figur 1 nedan). Både totalantalet bakterier och halten termoresistenta bakterier är högre i robotbesättningar än i medelstora konventionella besättningar (se figur 2). Även stora konventionella besättningar ligger högre. Trenden med högre bakterietal i dessa besättningar gör det angeläget att särskilt arbeta med att förbättra rutinerna i nya mjölkningssystem. Cirka 20-25 % av den svenska mjölken produceras idag på gårdar med AMS-system. Se bilaga 1.

Figur 1. Utvecklingen av bakterietalet 2003-2010 i Arla Foods (Sverige) och i övriga svenska mejeriföretag

10

Figur 2. Bakterietalet i besättningar med robot jämfört med konventionella besättningar.

Orsaker till diskproblem

Fälterfarenheter rapporterade av rådgivare visar att bakterieproblemen oftast kan förklaras med brister i disken. För låg disktemperatur eller brist på varmvatten är ofta orsaken, men även felaktig diskmedelsdosering, otillräcklig mekanisk effekt (turbulens) eller fel i diskprogrammet (tid). Även utrustningens hygieniska design (d.v.s. diskbarhet) har betydelse. Enligt en dansk undersökning på AMS-gårdar bör roboten diskas 3 gånger per dygn, diskning bör ske utan mjölkfilter, alternativt efter byte till rent filter, pumpledningens längd bör minimeras samt ledningen värmeisoleras för att minimera bakterietalen. Se bilaga 5 och 7. Bakterier som bildat biofilm (Figur 3) på en yta i mjölkningsanläggningen är betydligt mera resistenta mot diskkemikalier och värme jämfört med bakterier i fri lösning. Om mjölk finns i biofilmen (som ofta är fallet i en beläggning) ökar resistensen särskilt hos termoresistenta bakterier ytterligare. Det krävs att alla fyra diskfaktorerna (diskmedelsdosering, temperatur, turbulens/flöde och tid) är rätt för att diska bort en begynnande biofilm. När den mekaniska effekten är låg (begränsat flöde) så krävs hög disktemperatur eller mera kemikalier för att avdöda eller transportera bort biofilmen, se figur 4. Kvarvarande bakterier i en biofilm efter disk leder till återväxt av biofilmen. Eftersom biofilm byggs upp successivt så är det viktigt att diskparametrarnas effekt hela tiden är under kontroll och att det finns marginaler mot störningar. Se Bilaga 5 och 6.

Figur 3. Biofilmbildning

11

Figur 4. Resistens hos en biofilm mot lut och syra vid olika temperaturer i frånvaro av turbulens Svårigheten att diska rent har sannolikt ökat i och med utvecklingen av större gårdar och mera komplicerade system, t.ex. grova ledningar, fler ventiler, bufferttankar, AMS, stora mjölktankar och silotankar, plattkylare m.m. Till detta kommer att det blir alltmer komplicerat att inspektera diskresultatet visuellt på grund av stålrör och slutna system och stora tankar. Ett flertal olika problemområden har identifierats, som kommer att tas upp vid en revidering av Kvalitetssäkrad Mjölkning och i Mjölkrumsbroschyren. Se bilaga 7.

Betydelse av bakterier för mejeriproduktionen

Se Bilaga 1 och 3. Totalantalet bakterier får idag i första hand ses som ett viktigt mått på produktionshygienen på gården. Vid väl fungerande disk kan mjölk produceras med ett totalantal bakterier som understiger 10 000/ml. Bakteriehalten är då stabil och disken under kontroll. Leverantörer som i medeltal har 25 000 bakterier/ml eller mera uppvisar en mycket större fluktuation mellan olika hämtningstillfällen och riskerar att ibland överstiga 30-50 000/ml eller t.o.m. 100 000/ml med avdrag på mjölkpriset som följd (se figur 5).

Biofilm coryneform M95 1% mjölk

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 5 10

Tid i minuter

log

cfu

/cm

2 alk 41,6°C

alk 64.2°C

sur 41.6°C

sur 64,2°C

12

Figur 5. Variation i bakterietal i tankmjölk under 12 månader med 24 analystillfällen för leverantörer med i genomsnitt 5000 respektive 25000 bakterier/ml. Vid dagens nivå på totalantalet bakterier i mjölk hos majoriteten av de svenska leverantörerna har inte bakteriehalten någon generell inverkan på mjölkprodukternas kvalitet. Effekter av bakteriehalten i tankmjölken kan ses först om halten överstiger mer än en miljon/ml i silomjölk då lukt- och smakproblem samt andra kvalitetsproblem kan uppträda i mejeriprodukter. Vid sådana halter har det bildats stora mängder av värmestabila enzymer (proteaser och lipaser) som är fortsatt aktiva i de pastöriserade produkterna och på sikt kan leda till produktfel i långtidsförvarade produkter som UHT-mjölk, ost och smör, Men detta är ytterst sällsynt idag. Däremot kan sporbildande bakterier begränsa hållbarheten och kvaliteten hos ost och konsumtionsmjölk. Termoresistenta bakterier (som överlever mjölkens lågpastörisering) ger däremot reella problem för mejerierna att uppfylla kundkrav på vissa typer av mjölkpulver och industrimjölk vid halter som kan förekomma i dagens mjölkråvara. Kundkraven på mjölkpulver kan ibland vara 5 000-10 000 bakterier/g pulver vilket motsvarar 500-1000 termoresistenta bakterier/ml i silomjölken. Figur 6 visar fördelningen av halten termoresistenta bakterier/ml hos olika leverantörer i en mejeriförening, samt en

13

simulering av halten i silotankar om 100 000 liter baserat på uppgifter om halt och levererad volym hos leverantörerna. I förhållande till ovanstående bakteriologiska krav på mjölkpulver tycks en stor del mjölken från gårdar ha för hög halt termoresistenta bakterier.

Figur 6. Termoresistenta bakterier analyserade på gårdstanksnivå samt simulerad halt i silotankar på 100 000 l. Vissa termoresistenta bakterier i mjölkråvaran (Streptococcus thermophilus) kan föröka sig under produktionsprocessen i mejeriet och begränsar körtiden för pastörer innan man måste stoppa för att diska. Ostkvaliteten påverkas negativt om tiden är för lång. Andra termofila sporbildare kan föröka sig i indunstningsprocessen för mjölkpulver. Termoresistenta bakterier ger dock inga generella hållbarhetsproblem i andra produkter, såsom konsumtionsmjölk, filprodukter eller smör, i de halter som finns i råvaran. De tillväxer t.ex. inte alls eller mycket långsamt i konsumtionsmjölk.

Diskens effekter på miljö, klimat och hälsa

Se Bilaga 8 Kemikalier kan ha inneboende egenskaper som påverkar miljö och hälsa. Bra Kemråd är ett system för att bedöma och godkänna kemikalier som ska användas inom mjölksektorn antingen på gården eller i mejeriet, utifrån miljö- och hälsoegenskaper. Enligt Bra Kemråds kriterier får inte klorerande ämnen, t.ex. natriumhypoklorit ingå i produkterna. Klor är mycket reaktivt och kan reagera med organiska ämnen och bilda nya miljö- och hälsoskadliga ämnen. Fosfater kan ingå i rengöringsmedel. Förbud mot fosfater i tvättmedel för konsumenter har införts och kommer att införas även för maskindiskmedel för konsumentbruk under 2011 (dock ej för yrkesmässigt bruk som t.ex. i lantbruket)

14

eftersom fosfater fungerar som gödningsämne för alger och växter i sjöar och vattendrag. För en gård som diskar sin anläggning med fosfatinnehållande diskmedel är bidraget av fosfor från diskmedel som går ut i gödselbrunnenen mycket liten del (knappt 3%) jämfört med den mängd fosfor som kommer från djuren. Tillgången på rent vatten för disk är god i Sverige och är inte en begränsande resurs ur miljösynpunkt. Klimatpåverkan av ett kilo svensk mjölk ligger kring 1 kg CO2-ekvivalenter om man tar med alla växthusgasutsläpp som skett i produktionen fram till dess att mjölken lämnar gården. Den elenergiförbrukning som används för disk (0,01-0,02 kWh per kg mjölk) är cirka en tiondel av gårdens totala elförbrukning och motsvarar, beroende på elproduktionsmetod, 0,1-1,2 g CO2-ekvivalenter per kilo mjölk.

Kostnader för disk på gården

Se Bilaga 9

I tabellen nedan ges exempel på kostnader för diskning i några olika typer av anläggningar. Utförlig beskrivning av beräkningarna finns i bilaga 11. Förutsättningar: Konventionell anläggning diskas 2 ggr/ dygn och robot 3 ggr/dygn

Medelproduktion per ko är 30 kg/dag

Temperaturen för försköljning är 40 °C, disk 80 °C och eftersköljning sker med kallvatten. Ingen

underhållsvärme för disklösningen. Kallvattentemperaturen är 6 °C

Priset på vatten är 6 SEK/m3, priset på elenergi är 100 öre/kWh.

Diskmedlets pris är 20 SEK/kg, densiteten är 120 g/dl och doseringen 0,5 dl/10L

Verkningsgrad vid uppvärmning av vatten i varmvattenberedare är 90%.

Typ av anläggning Uppb. Uppb. grop grop grop robot robot robot

Antal kor: 30 60 60 120 240 60 120 240

Tankstorlek (1000 L) 2 5 5 9 18 5 9 18

Driftskostnader

öre/kg mj. 3,4 3,8 2,1 1,6 1,3 2,8 3,2 3,0

vatten 0,2 0,2 0,1 0,1 0,1 0,2 0,2 0,2

värmning av vatten 1,7 1,9 1,1 0,8 0,7 1,4 1,6 1,5

diskmedel 1,5 1,7 0,9 0,7 0,6 1,2 1,4 1,3

Förändring av diskparametrar, vad händer med diskkostnaden (öre per kg mjölk)?

Disk, ökad temp 90°C

(+10°C) 0,16 0,18 0,10 0,07 0,06 0,13 0,15 0,14

Ingående temp 17°C -0,34 -0,38 -0,21 -0,16 -0,13 -0,28 -0,33 -0,31

Ingående temp 45°C -1,22 -1,35 -0,74 -0,58 -0,48 -1,00 -1,17 -1,11

Ökad dosering, vid hårt

vatten (dl/10 l) 0,75 0,75 0,83 0,47 0,35 0,28 0,63 0,70 0,66

Vi kan konstatera följande:

De största posterna är diskmedel samt elenergi för värmning av vatten.

15

Diskkostnaden per kg mjölk är större i uppbundna besättningar och robot än i besättningar med mjölkgrop.

För besättningar med mjölkgrop minskar kostnaden då storleken på besättning ökar.

De sista raderna i tabellen illustrerar vad som händer om man ändrar några parametrar en i taget.

Det kostar 0,1-0,2 öre per kg mjölk att öka disktemperaturen 10°C. En enkel värmeåtervinning (kylning av mjölk med brunnsvatten genom

värmeväxlare och höjning av temperaturen på ingående kallvatten till varmvattenberedaren till 17°C) sparar 0,15-0,35 öre per kg mjölk.

Mer avancerad värmeåtervinning med återvinning till45°C av värme från kylkompressorn sparar 0,5-1,3 öre per kg mjölk.

Ökad diskmedelsdosering (t.ex. vid hårt vatten) kostar 0,3-0,8 öre per kg mjölk. Kostnaden för att värma upp mjölktankens iskylda vatten i manteln är inte heller

hög (0.09 öre/kg mjölk för en 60-kors besättning) Kostnaden för en nyinvestering i en varmvattenberedare eller avhärdare varierar

med gårdens förutsättningar mellan 0,09-0,68 öre/kg mjölk för varmvattenberedare respektive 0,12-0,98 öre/kg för avhärdare i beräkningsexemplet. Se bilaga 9.

Betalningssystem

Se Bilaga 9 Analys av totalantal bakterier ingår i mejeriföretagens betalningssystem. Skånemejerier har dessutom analys av termoresistenta bakterier. Betalningssystemens utformning varierar både inom Sverige och internationellt. Utmärkande för flertalet system är att avdraget för totalantal bakterier är kännbart (högre än diskkostnaden/kg mjölk) vid överträdelse av gränsvärden. Vissa system har även bonusklasser med extra betalning vid låga bakterietal. För att illustrera betydelsen av kvalitetsbetalningen valdes Arla Foods betalningssystem som exempel. Medelvärdet av kvalitetsbetalningen för bakterietal beräknades för varje leverantör under året 2009. Leverantörerna grupperades efter geometriskt medelvärde av bakterietal under året och genomsnittliga betalningen inom respektive grupp beräknades. Resultatet illustreras i figur 7 nedan. Med utgångspunkt från Arla Foods betalningssystem och data från Arla Foods i Sverige kan det uppskattas att 13% av leverantörerna kunde inbespara 1 öre eller mer (upp till 11 öre) per kg mjölk i genomsnitt under året genom att se över diskrutinerna. Detta ska jämföras med kostnader för olika åtgärder i föregående kapitel.

16

Figur 7. Genomsnittlig merbetalning eller avdrag på grund av bakterier vid olika bakteriehalter i mjölken (nedre raden) för leverantörer med olika årsgenomsnitt för bakterier

Mejerikostnader

Se Bilaga 9 Mejeriföretagens kostnader på grund av termoresistenta bakterier har varit svåra att kvantifiera, eftersom förutsättningarna varierar mellan företagen och produktsortimenten och kundernas krav. Vad gäller termoresistenta bakterier och mjölkpulver så är svårigheterna begränsade till s.k. low heat pulver, där mjölken lågpastöriseras. Vid högre värmebehandlingar (medium heat och high heat) avdödas flertalet av de termoresistenta bakterierna i värmebehandlingen och påverkar då inte produkternas kvalitet. Undantaget är termofila sporbildare som kan förökas i indunstarsteget. Det är dock klart att förekomsten av termoresistenta bakterier i mjölken begränsar företagens förmåga att producera vissa pulverkvaliteter. Men detta är svårt att kvantifiera eftersom pulver som inte håller önskad kvalitet kan ha alternativ användning till annan kund. Det är möjligt att reducera bakteriehalten genom mikrofiltrering (bactocatch-behandling) eller baktofugering av mjölken (med 95-99,5%). Kostnaden för detta är cirka 3 öre/kg mjölk för bactocatch-behandling och cirka 2 öre för dubbelbaktofugering. Vad gäller körtider för pastörer i samband med osttillverkning upplever företagen att den begränsas av bakterietillväxt efter 8-10 timmar, då mellandisk krävs, med viss variation mellan driftplatser. Det är svårt att kvantifiera kostnaden för defekt ost eftersom texturfel och smakfel i ost kan ha många andra orsaker än termoresistenta bakterier. Det skulle dock vara fördelaktigt om driftstiderna kunde ökas. Men många ysterier använder idag bactocatch och upplever ändå begränsningar i körtider, vilket antyder att för längre körtider krävs lägre bakteriehalt än den som kan uppnås i råvaran idag. Typen av ost som tillverkas spelar också roll.

17

Bilaga 1 Mjölkkvalitet på svenska mjölkgårdar Inger Andersson

Inom Arla Foods har totalantalet bakterier (bakterietalet) ökat de senaste åren. Denna tendens är mindre tydlig i övriga mejeriföretag.

Det finns gårdar med ett konstant och jämnt lågt bakterietal. När bakterietalet är högre är variationen oftast större.

Både totalantalet bakterier och halten termoresistenta bakterier är högre i AMS än i konventionella mjölkningssystem.

Bakterienivåerna är i genomsnitt högre på små gårdar än på medelstora och också något högre på större gårdar än på medelstora.

Trenden med högre bakterietal i större besättningar och robotbesättningar gör det angeläget att arbeta med att förbättra rutinerna i nya mjölkningssystem.

I grova drag finns det ett samband mellan totalantal bakterier och termoresistenta bakterier i leverantörsmjölk. Om det gäller att identifiera gårdar med höga halter termoresistenta bakterier kan det dock vara en fördel att analysera termoresistenta bakterier separat, eftersom det kan förekomma höga halter termoresistenta bakterier även om totalantalet är relativt lågt.

Ytterligare undersökningar med mer dataunderlag behövs för att värdera sambandet mellan totalantal och termoresistenta bakterier.

Det är viktigt att kunna följa utvecklingen av bakteriologiska kvaliteten i leverantörsmjölk. Ett system för detta behövs.

Bakterietal (totalantal) i leverantörsmjölk

Totalantal bakterier – bakterietal – ingår i mejeriföretagens kvalitetsprogram och analyseras minst två gånger per månad för varje leverantör. För leverantörer med höga bakterietal görs ofta uppföljande analyser. Detta datamaterial är underlag för den statistik som redovisas nedan. För de flesta mejeriföretagen föreligger bakterietalsdata i avrundad form. Bakterietal t.o.m. 15 000 per ml anges som 10 000, bakterietal mellan 16 000 och 30 000 anges som 20 000 o.s.v. För Arla Foods är dataunderlaget inte avrundat. I figur 1 illustreras frekvensfördelningen av bakterietal för Arla Foods (Sverige), Norrmejerier och Milko under 2009. Endast ordinarie analyser ingår, inga uppföljningsanalyser. Baserat på bakterietal i leverantörsmjölk och invägningsdata från Arla Foods, Norrmejerier och Milko kan genomsnittliga aritmetiska bakterietalet i silomjölk uppskattas till 18 000 per ml. För Arla Foods redovisas också en fördelning med bättre upplösning vid låga bakterietal i figur 2.

18

Figur 1. Utfall av bakterietal i leverantörsmjölk inom Arla Foods Sverige, Norrmejerier och Milko 2009

Figur 2. Utfall av bakterietal i leverantörsmjölk Arla Foods Sverige 2009 Baserat på bakterietal i leverantörsmjölk (en analys per månad och leverantör under 2009) och invägningsdata från Arla Foods har utfallet i silomjölk uppskattats genom simulering. Leverantörerna fördelades slumpvis i ”silos” med 100 000 liter, totalt ca 95 silos. Proceduren upprepades med en ny slumpfördelning tills totalt ca 10 000 simulerade siloresultat erhållits. Resultaten illustreras i figur 3. I 83% av de simulerade silotankarna uppskattades totalantalet ligga under 20 000/ml.

19

Figur 3. Utfall av bakterietal i leverantörsmjölk och simulerat utfall i silomjölk från Arla Foods Sverige, 2009

Medelvärden och median från 2002 och framåt

Genomsnittliga bakterietalet i landet har sammanställts från och med 2003 (figur 4). Data har hämtats från Eurofins. Statistik har beräknats per månad och mejeriförening. Sammanlagd statistik för riket beräknas genom viktning (med avseende på antal leverantörer men inte på volym) utifrån de enskilda mejeriföreningarnas statistik. Observera att statistiken har beräknats utifrån samtliga genomförda analyser. Detta innebär att i de fall där förstärkt kontroll görs vid anmärkning för någon analysparameter är inte alla leverantörer lika representerade. Olikheter eller förändringar i mejeriernas analysprogram kan påverka statistiken.

20

Figur 4. Utveckling av bakterietalet 2003-2010 i Arla Foods (Sverige) och i övriga svenska mejeriföretag. Anm: från och med 2006 ändrades betalningssystemet i Arla Foods. T.o.m. 2005 gjordes bakterietalsanalyser varje vecka. Från och med 2006 görs analyser på alla leverantörer varannan vecka och leverantörer med höga bakterietal följs upp genom extra analyser. Dessa extra analyser är medräknade i medelvärdet.

Vi kan se en tendens till ökning av bakterietalet de senaste fem åren. Denna är tydligare i Arla Foods, Sverige än i övriga mejeriföretag (figur 4). Generellt bör man vara försiktig med att dra slutsatser av så små skillnader, eftersom mycket kan påverka analysresultaten, t.ex. förändringar i provkedjan, analysrutiner och analysinstrument, men att skillnaden är större i Arla Foods område tyder ändå på att någonting har påverkat bakterietalet på gården. Den kraftiga stigningen inom Arla Foods mellan 2005 och 2006 kan förklaras med att analyssystemet ändrades och att uppföljande analyser infördes, vilket ger en överskattning av medelvärdet. I ett längre perspektiv har bakterietalet förbättrats de senaste decennierna. Nedanstående tabell redovisar data från 1981-1988. Analys av bakterietal blev obligatoriskt 1984. Gränser för prisavdrag sänktes 1 januari 1986 och 1 januari 1987 (tabell 1). Under 1980-talet skedde en markant minskning i andelen tankmjölksprover med mer än 100 000 bakterier/ml. 2009 var andelen prov med över 100 000 bakterier/ml 1,7%, inklusive uppföljande analyser och 1,4% exklusive uppföljande analyser.

21

Tabell 1. Utveckling i bakterietalet 1981-1988 (Andersson 1989)

% prov med totalantal över 100 000 Skåne MSAB

(ung Arla) NNP

(nedre Norrland)

1981 20.4

11.3

1982 21.2

10.2

1983 19.3

10

1984 15

11

1985 16

9.1

1986 10.9

8.2

1987 6.7 4.7 5.8

1988 6.2 3.7 6

Hur varierar bakterietalet hos olika leverantörer?

Ordinarie (exklusive uppföljningsanalyser) bakterietalsanalyser från 2009 i Arla Foods användes för att beskriva hur bakterietalet varierar inom leverantör (tabell 2). För varje leverantör beräknades medelvärde och standardavvikelse av logaritmerade bakterietal.

Leverantörerna grupperades efter geometriskt medelvärde under året. Inom varje grupp beräknades genomsnittet av logaritmerade bakterietalsmedelvärden och genomsnittet av standardavvikelsen av logaritmerade bakterietal. Se tabell 2.

22

Tabell 2. Samband mellan bakterietalsnivå och bakterietalets variation inom leverantörsgrupper Grupp log mv Antal lev

Andel av lev

Medel av log mv

Medel av log sd

Geom. mv

3.5 15 0.5% 3.53 0.10 3 379

3.6 170 5.3% 3.61 0.15 4 047

3.7 388 12.0% 3.70 0.18 5 052

3.8 491 15.2% 3.80 0.20 6 298

3.9 546 16.9% 3.90 0.21 7 977

4.0 469 14.5% 4.00 0.23 9 966

4.1 419 12.9% 4.10 0.25 12 500

4.2 290 9.0% 4.20 0.27 15 842

4.3 223 6.9% 4.30 0.29 19 844

4.4 113 3.5% 4.39 0.30 24 683

4.5 58 1.8% 4.50 0.33 31 487

4.6 32 1.0% 4.59 0.35 38 969

4.7 15 0.5% 4.70 0.37 50 541

4.8 5 0.2% 4.80 0.38 63 675

4.9 1 0.0% 4.86 0.18 72 808

5.0 1 0.0% 4.98 0.28 95 712

Fördelningen av geometriska medelvärden illustreras också i figur 5.

Figur 5. Arla Foods 2009. Leverantörer grupperade efter geometriskt medelvärde av bakterietal under året.

23

I figur 6 illustreras sambandet mellan logaritmerat medelvärde och spridningen (standardavvikelsen) inom leverantörsgrupp. Variationen ökar med ökande genomsnittligt bakterietal.

Figur 6. Arla Foods 2009. Leverantörer grupperade efter geometriskt medelvärde av bakterietal under året. Genomsnitt i respektive grupp av medelvärde och standardavvikelse inom leverantörsgrupp.

I figur 7 a-c visas variationen hos några leverantörer med genomsnittligt låga, medelhöga och höga nivåer på bakterietal. Fyra leverantörer har valts ut slumpmässigt från grupperna med logaritmerade medelvärden 3,7, 4,0, respektive 4,4.

24

Figur 7. a-c Exempel på variation i bakterietal för leverantörer med olika genomsnittlig nivå vid 24 analyser under 12 månader. Y = bakterietal per ml.

Figurerna illustrerar att variationen är större vid högre bakterietal (figur 7c) än vid lägre bakterietal (figur 7a). Endast enstaka ”toppar” förekommer vid låga bakterietal och når då sällan över 30 000 per ml. Vid nivån 10 000/ml (log 4,0) finns också bara ett fåtal toppar. Vid nivån 25 000/ml (log 4,4) är bakterietalet ofta över 30 000 och vid några tillfällen också över 100 000. Detta tyder på att diskrutinerna inte är under kontroll.

Halter av termoresistenta bakterier i leverantörsmjölk och i silo

Skånemejerier analyserar regelbundet termoresistenta bakterier i leverantörsmjölk inom ramen för kvalitetsprogrammet. I Norrmejerier och i Arla Foods har analyser av termoresistenta bakterier genomförts i projektform.

25

För att illustrera variationen av termoresistenta bakterier i leverantörsmjölk användes resultat från analys av mjölkprov från samtliga Arla Foods svenska leverantörer vardera en gång under kvartal 4 2010.

Halter i silo uppskattades genom simulering med utgångspunkt från Arla Foods analyser av leverantörsmjölk och invägningsdata från leverantörerna. Leverantörerna fördelades slumpvis i ”silos” med 100 000 liter, totalt ca 95 silos. Proceduren upprepades med en ny slumpfördelning tills totalt ca 10 000 simulerade siloresultat erhållits.

Fördelningen av termoresistenta bakterier i leverantörsmjölk och ”simulerade silos” illustreras i figur 8. Silohalten avgörs i första hand av förekomsten av leverantörer med höga halter i tankmjölken. Halterna i silo är i genomsnitt höga i jämförelse med de krav på råvaran som ställs för tillverkning av vissa mjölkpulverkvaliteter (se bilaga 3).

Figur 8. Termoresistenta bakterier i leverantörsmjölk och simulerat utfall i silotankar vid mejeri.

Bakterietal - jämförelse AMS/konventionell mjölkning

I figur 9 redovisas en jämförelse mellan gårdar med robotmjölkning (AMS) och konventionella gårdar samt mellan olika storlekar av gårdar. Jämförelsen är baserad på data från 2009 från Arla Foods (Sverige), Milko och Norrmejerier. Bakterietalet är i genomsnitt högre i AMS-besättningar än i konventionella besättningar. Det är högre i små besättningar (<1 000 kg/hämtning) än i medelstora. Det är också något högre i riktigt stora besättningar än i medelstora.

26

Danska erfarenheter visar också på att bakterietalet är högre i AMS-besättningar (Lindgaard Jensen & Justesen 2011).

Figur 9. Bakterietalet i besättningar med robot jämfört med konventionella besättningar. Felstaplarna anger 95% konfidensintervall. För att jämföra halterna termoresistenta bakterier mellan mjölkningssystem och mellan gårdar av olika storlek användes data från Arla Foods och Norrmejerier. Termoresistenta bakterier analyserades för samtliga leverantörer i Arla Foods Sverige en gång under hösten 2010 och för samtliga leverantörer i Norrmejerier i maj 2010. Halten termoresistenta bakterier visar ett likartat mönster som totalantalet, Halten är högre på mycket små gårdar än på medelstora och högre i robotbesättningar än i konventionella (figur 10).

Figur 10. Termoresistenta bakterier i besättningar med robot jämfört med konventionella besättningar. Arla Foods (SE) och Norrmejerier 2010.

27

Att halten termoresistenta bakterier är högre i besättningar med robot än i konventionella överensstämmer med tidigare undersökningar (Everitt m.fl. 2007) och med danska erfarenheter (Lindgaard Jensen & Justesen 2011).

Samband mellan termoresistenta bakterier och totalantal bakterier

Det finns ett grovt samband mellan termoresistenta bakterier och totalantal bakterier. 2010 gjordes inom Norrmejerier och Arla Foods (SE) analyser av termoresistenta bakterier en gång på samtliga leverantörer. Leverantörerna grupperades efter totalantalet bakterier vid den analys som låg närmast i tiden analysen av termoresistenta bakterier. Geometriska medelvärdet av halten termoresistenta bakterier beräknades inom respektive grupp (figur 11). I genomsnitt ökar halten termoresistenta bakterier när totalantalet ökar men variationen är stor (jämför tabell 3). Liknande samband har konstaterats i danska undersökningar (Paulrud 2010).

Figur 11. Samband mellan termoresistenta bakterier och totalantal bakterier. Tabell 3 illustrerar möjligheten/svårigheten att identifiera leverantörer med höga halter termoresistenta bakterier genom analys av totalantal bakterier. Analyser gjordes i Arla Foods kvartal 4 2010 och Norrmejerier kvartal 2 2010. Totalt omfattar materialet 3812 leverantörer som analyserats med avseende på termoresistenta bakterier en gång och med avseende på totalantal 6 gånger under aktuellt kvartal. Leverantörerna har grupperats efter halten termoresistenta bakterier samt efter antalet analyser av totalantal under perioden som översteg 30 000 per ml respektive 15 000 per ml. Den nedre halvan av tabellen visar den procentuella fördelningen av antalet leverantörer med 0, 1-3 och 4-6 analysvärden över 30 000 respektive 15 000 inom varje grupp leverantörer.

28

ntotant >30' ntotant >15'

Termores /ml Totalt 0 1-3 4-6 0 1-3 4-6

<500 2169 57% 1806 344 19 1294 663 212

500-5000 1226 32% 917 287 22 556 449 221

>5000 417 11% 234 152 31 98 158 161

totalt 3812 2957 783 72 1948 1270 594

ntotant >30'

ntotant >15'

Totalt 0 1-3 4-6-7 0 1-3 4-6-7

<500 2169 83% 16% 1% 60% 31% 10%

500-5000 1226 75% 23% 2% 45% 37% 18%

>5000 417 56% 36% 7% 24% 38% 39%

totalt 3812 78% 21% 2% 51% 33% 16%

Tabell 3. Samband mellan halten termoresistenta bakterier och antalet analyser av totalantalet bakterier som översteg 30 000 respektive 15 000 bakterier/ml för 3812 leverantörer inom Arla Foods och Norrmejerier 2010. 417 leverantörer (11%) hade över 5 000 termoresistenta bakterier per ml. Av dessa hade 234 st (56%) inte någon gång under kvartalet haft ett totalantal över 30 000 per ml. 98 st (24%) hade inte någon gång haft ett totalantal över 15 000. 158 st (38%) hade haft totalantal över 15 000 vid 1-3 tillfällen och 161 st (39%) hade haft totalantal över 15 000 vid 4-6 tillfällen. För att identifiera merparten av de 417 leverantörer som haft hög halt termoresistenta bakterier behöver man alltså peka ut dem som någon gång haft totalantal över 15 000 per ml. Av hela materialet innebär det 1 864 st (49%), varav 875 st haft termoresistenta bakterier under 500 per liter. Det verkar därför svårt att använda analys av totalantalet bakterier för att identifiera gårdar med höga halter termoresistenta bakterier. Detta resonemang indikerar att analyser av termoresistenta bakterier separat skulle vara viktigt för att identifiera de leverantörer som har höga halter. Dock bör detta undersökas närmare. För att få en korrekt bild måste termoresistenta bakterier analyseras vid mer än ett tillfälle.

Referenser Andersson, I. (1989). Undersökning av psykrotrofa bakterier i leverantörmjölk. Opubl. Everitt, B., Andersson, I., Ekman, T. & Gyllenswärd, M. (2007). Automatisk mjölkning och mjölkens kvalitet. Svensk Mjölk Forskning rapport nr 7068-P. Lindgaard Jensen, M. & Justesen, P. (2011). Mælkens kvalitet ved AMS. Videncentret for landbrug. Opubl. Paulrud, C. O. (2010). Sammenfattende slutnotat - Risikofaktorer associeret med totalkim og termokim i leverandørmælk. Videncentret for Landbrug, Kvæg. Opubl.

29

Bilaga 2 Fälterfarenheter av diskproblem Inger Andersson

Samband mellan diskparametrar och termoresistenta

bakterier - fältstudie

Orsakerna till höga halter termoresistenta bakterier är brister i diskning av mjölkningsanläggningen. Dessa utgör också risk för höga totalantal bakterier För låg disktemperatur är en viktig orsak till problem. I samband med en fältstudie av orsaker till höga halter fria fettsyror i mjölk studerades också termoresistenta bakterier på 46 gårdar. Erfarenheterna från denna undersökning tydde på att bristfällig disk (för låg disktemperatur, för kort disktid) och ibland även svackor i ledningar var viktiga orsaker till problem (Christiansson m.fl. 2004). I Danmark gjordes 2008 en omfattande studie av orsaker till hög halt termoresistenta bakterier med särskilt fokus på robotanläggningar. 86 robotbesättningar med höga halter termoresistenta bakterier och 49 med låga halter besöktes. Dessutom besöktes en grupp konventionella besättningar med höga halter termoresistenta bakterier. Man konstaterade att de viktigaste robotspecifika faktorerna för att undvika termoresistenta bakterier i robotanläggningar är att diska minst 3 gånger per dygn, att minimera pumpledningens längd och isolera pumpledningen, att diska utan mjölkfilter eller byta mjölkfilter före disk, samt att hålla tillräckligt hög disktemperatur (Paulrud 2010). Orsakerna till höga halter termoresistenta bakterier är brister i diskning av mjölkningsanläggningen. Dessa utgör också risk för höga totalantal bakterier. Höga totalantal bakterier kan också orsakas av bristande kylning vid lagring av mjölken. Bristande kylning av mjölken är däremot inte någon viktig riskfaktor för termoresistenta bakterier eftersom dessa tillväxer relativt långsamt under sådana förhållanden.

Referenser

Christiansson, A., Svensson, B., Ekelund, K., Gyllensvärd, M. & Andersson, I. (2004). Förekomst av pastöriseringsöverlevande bakterier i leverantörsmjölk - en fältstudie. Svensk Mjölk Forskning rapport nr 7031-I. Paulrud, C. O. (2010). Termoresistente bakterier ved konventionelle og automatiske malkesystemer (AMS) - forekomst, fejlfinding og forebyggelse. Rapport Videncentret for Landbrug, Kvæg.

30

Bilaga 3. Bakterier och produktkvalitet Anders Christiansson

Totalantalet bakterier i tankmjölk är ett viktigt mått på produktionshygienen på gården

De låga totalantal som idag förekommer hos majoriteten av de svenska leverantörerna ger ingen generell påverkan på mjölkprodukternas kvalitet.

Sporbildande bakterier (B. cereus och smörsyrajäsande klostrider/Clostridium tyrobutyricum) kan begränsa hållbarhet och kvaliteten för k-mjölk och ost vid låga halter.

Termoresistenta bakterier (som överlever mjölkens lågpastörisering) ger reella problem att uppfylla kundkrav på mjölkpulver och industrimjölk vid halter som kan förekomma i dagens mjölkråvara. Förekomst av termoresistenta bakterier orsakas av problem med disken på gården.

Vissa termoresistenta bakterier som kommer med mjölkråvaran kan också föröka sig i mejeriprocesser, t.ex. ost och pulvertillverkning.

Totalantalet bakterier analyseras i tankmjölk som ett mått på produktionshygienen. Ett högt totalantal kan bero på diskproblem, otillräcklig kylning eller i vissa fall mastit. Genom förbättrad mjölkningshygien och disk, bättre kylning och hygienisk mjölkningsutrustning har totalantalet bakterier i tankmjölken successivt minskat. Medianvärdet i Sverige ligger nu på cirka 8000 bakterier/ml och endast 1,4 % av analyserna överstiger 100 000/ml (se ovan). Totalantalet bakterier är inget bra mått på mjölkens lämplighet för produkttillverkning vid de låga halter som oftast förekommer idag, men det ger ett bra allmänt hygienmått för produktionen på gården. Lågt totalantal kan ses som en verifieringsanalys som ger mjölkföretagaren ett kvitto på att produktionen är under kontroll. Med god hygien och kontroll över disken är det idag normalt att totalantalet bakterier understiger 10 000/ml. Vid dessa låga halter påverkas generellt inte produktkvaliteten av bakterier i råvaran. För att ge reella problem med produkter krävs mycket höga bakterietal i tankmjölken (mer än 1 miljon/ml) av psykrotrofa bakterier, som är de bakterier som förökar sig vid kylförvaring. I sådana fall kan lukt- och smakproblem, orsakade av värmestabila enzymer från gramnegativa bakterier, uppstå i långtidslagrade produkter som t.ex. UHT-mjölk, mjölkpulver, smör och ost, detta trots att gramnegativa bakterier avdödas vid pastörisering. Men sådana bakteriehalter är mycket sällsynta i tankmjölk idag. Rapport 4953 (1988) Mjölkråvaran, från Svensk Mjölk Forskning, beskriver de bakteriologiska problem som kan uppkomma. Idag är det är oftast speciella bakteriegrupper som t.ex. sporbildarna som kan påverka produktkvaliteten och då redan vid mycket låga koncentrationer. Hållbarhetsproblem i k-mjölk beror ofta på Bacillus cereus eller återkontamination av gramnegativa bakterier i samband med förpackning av mjölken. Termoresistenta bakterier (även kallade termotoleranta eller pastöriseringsöverlevande bakterier, på engelska thermoduric/thermoresistant bacteria) har återkommit som ett nygammalt problem under senare år (Svensson 2001). Med termoresistenta bakterier avses sådana bakterier som överlever mjölkens

31

lågpastörisering (72°C/15 sek). De utgörs av en blandad grupp bakterier med olika grad av värmeresistens. Som exempel kan nämnas bakterier i släktena Enterococcus, Streptococcus thermophilus, Micrococcus, Microbacterium, Corynebacterium samt de sporbildande släktena Bacillus och Clostridium. De utgör alltså ”totalantalet” bakterier som finns kvar från råvaran i den pastöriserade mjölken. Med några få undantag är dessa bakterier inte psykrotrofa och tillväxer inte i kylförvarad pastöriserad mjölk vid normal framstämplingstid. Däremot har termoresistenta bakterier visat sig kunna begränsa hållbarheten hos ESL-mjölk i form av återkontamination av mjölken efter hållbarhetsbehandlingen. Termoresistenta bakterier är inte hälsofarliga men de kan i vissa fall vara skadliga för mejeriprodukterna och försvårar produktionen. Normerna för bakterietal i mjölkpulver har sänkts markant på senare tid. Förr var kravet för mjölkpulver 50 000 bakterier/g. Eftersom bakterierna koncentreras cirka 10 gånger vid torkning av mjölk, så motsvarar detta 5 000 termoresistenta bakterier/ ml pastöriserad mjölk. Numera är kravet, särskilt för pulver till modersmjölksersättning, ofta 5-10 000 bakterier/g pulver eller lägre, vilket motsvarar 500-1 000 termoresistenta bakterier/ml mjölk. Det betyder att även mjölkråvara med relativt lågt totalantal bakterier kan vara oanvändbar för mjölkpulvertillverkning om majoriteten utgörs av termoresistenta bakterier. Industrimjölk, d.v.s. pastöriserad mjölk som säljs i tankbil direkt till andra livsmedelsindustrier är ett annat område där man haft problem att uppfylla kundkrav (jämför bilaga 1, figur 8). Termoresistenta bakterier är en heterogen grupp av många olika bakterier med varierande värmeresistens. 12% av bakterierna utgörs av sporbildare med mycket värmeresistenta sporer och 17 % är olika kocker (Micrococcus, Staphylococcus m.fl). med relativt låg värmeresistens som i viss mån påverkas av lågpastörisering. 71% utgörs av s.k. coryneforma bakterier (t.ex. Microbacterium, Corynebacterium) som inte avdödas vid lågpastörisering (Svensson m.fl. 2004). Tabell 1 visar exempel på representativa bakterier inom gruppen coryneforma bakterier. D-värdet vid en given temperatur är den tid i minuter som det tar att reducera bakteriehalten med en log-enhet (90%). Vid försökstemperaturen Tref (75-80°C) krävs det ofta en minut för en sådan reduktion (Dref). I övriga kolumner har D-värdet beräknats med hjälp av z-värdet (z är den förändring i °C som krävs för att ändra D-värdet med en faktor tio). Det är tydligt att vid 72°C/15 sekunder påverkas bakterierna knappast alls. Vid tillverkning av s.k. low heat mjölkpulver pastöriseras mjölken så skonsamt som möjligt (inte över 75°C). Däremot används högre temperatur vid tillverkning av medium heat eller high heat mjölkpulver. Tabell 1 visar att vid pastörisering vid 85-90°C sker en kraftig avdödning av flertalet bakterier. Termoresistenta bakterier utgör därför endast ett problem vid tillverkning av low heat pulver.

32

Tabell 1. Värmeresistensen hos några termoresistenta bakterier i den coryneforma gruppen. Termoresistenta bakterier kan också föröka sig i mejeriprocesser. Ett välkänt exempel är Streptococcus thermophilus som kan föröka sig i pastören vilket leder till kraftig förhöjda halter i ystmjölk (Christianson 2003). Detta kan orsaka texturfel och smakfel hos ost. Körtiden för en pastör kan därför begränsas av halten termoresistenta Str. thermophilus i mjölkråvaran (Hull 1992). Det betyder att pastören måste diskas oftare med ökande kostnader och minskad produktionskapacitet som följd om halten är hög i ingående mjölk (en sådan uppförökning skulle kunna ske vid k-mjölksbehandling också, men bakterien växer inte i mjölk under kylförvaring). Termoresistenta bakterier kan också föröka sig i andra processer som sker i värme, t.ex. indunstare och ultrafilteringsanläggningar (Christiansson & Nilsson 1994). Tillväxt och sporbildning av Bacillus stearothermophilus i indunstare (Stadhouders et al. 1983) kan leda till problem att klara kundkrav på termofila bakterier i mjölkpulver. Till skillnad från totalantalet bakterier kan halten termoresistenta bakterier begränsa råvarans användbarhet för tillverkning av vissa produkter, t.ex. mjölkpulver, redan vid halter som kan förekomma i dagens mjölkråvara. Ett tydligt samband med bristande kontroll över disken på gårdar har konstaterats i flera undersökningar (se bilaga 2). Vid god hygien bör inte halten termoresistenta bakterier överstiga 2-300/ml i tankmjölk på gård.

Referenser

Christiansson, A. & Nilsson, J. (1994). Bakteriologiska problem i samband med drift av värmeväxlare och annan utrustning. Svensk Mjölk Forskning rapport 4930 Christiansson, A. (2003) .Betydelsen av pastöriseringsöverlevande bakterier för kvaliteten hos ost. En litteraturstudie. Svensk Mjölk Forskning rapport 7030-I Hull, R., Toyne, S., Haynes, I. & Lehmann, F. (1992). Thermoduric bacteria: A reemerging problem in cheesemaking. The Australian Journal of Dairy Technology 47: 91-94, november Mjölkråvaran. Svensk Mjölk Forskning, rapport 4953 (1988)

Stam nr T ref °C D ref (min) z D 72°C (min) D 85°C (min) D 90°C (min)

SMR 284 79.7 3.01 7.1 36.6 0.54 0.107

G6 79.9 0.34 5 12.9 0.03 0.003

U66 79.3 7.3 5.3 174.1 0.61 0.070

M36 80.2 0.31 4.1 31.0 0.02 0.001

U85 80 0.64 3.9 72.0 0.03 0.002

M99 80 0.63 3.9 70.9 0.03 0.002

O41 80.4 0.69 7.3 9.8 0.16 0.033

O44 76.8 6.62 5.6 47.6 0.23 0.029

U40 74.8 0.46 6.8 1.2 0.01 0.003

M81 77.8 0.89 6.8 6.3 0.08 0.014

O70 74.8 0.05 13.5 0.1 0.01 0.004

M62 77.4 0.29 5.2 3.2 0.01 0.001

M95 78 0.78 33.3 1.2 0.48 0.340

33

Stadhouders, J., Hup, G. & Hassing, F. (1982). The conceptions index and indicator organisms discussed on the basis of the bacteriologyof spray-dried milk powder. Netherlands Milk and Dairy Journal 36: 231-260. Svensson, B. (2001). Pastöriseringsöverlevande bakterier - En litteraturstudie. Svensk Mjölk Forskning rapport 4995-I. Svensson, S., Ekelund, K. & Christiansson, A. (2004). Pastöriseringsöverlevande bakterier i leverantörsmjölk. Svensk Mjölk Forskning, rapport 7035-I.

34

Bilaga 4. Biofilmer Anders Christiansson

Biofilmer är en överlevnadsform där bakterier sitter fast på yta och är inbäddade i ett skyddande slemhölje. Biofilmer uppstår vid otillräcklig disk. För att få bort en fullt utbildad biofilm krävs ofta mekanisk rengöring. Oxiderande ämnen som klor och väteperoxid/perättiksyra kan bidra till att ta bort biofilm, men är oftast inte tillräckligt effektiva när biofilmen är fullt utvecklad. I de koncentrationer som används är ämnena i första hand rengörande, d.v.s. de avlägsnar biofilm genom sin oxidativa effekt. Om inte alla bakterier avlägsnas eller avdödas så kommer kvarvarande bakterier att föröka sig till en ny biofilm som åter släpper ut bakterier till mjölken. Det är därför mycket viktigt att disken fungerar fullt ut så att biofilmer inte hinner bildas. Med biofilm avses en samling bakterier som sitter fast på en yta och som är inbäddade i ett slem som de själva producerat. Slemmet består till cirka 97 % av vatten samt 1-2% laddade och oladdade polysackarider och 1-2% polypeptider/protein. Dessutom innehåller biofilmen DNA/RNA från döda bakterier (Sutherland 2001). I biofilmen kan även produktrester som mjölkprotein och fett ingå, samt kalcium och andra tvåvärda joner. En renodlad biofilm är mjuk och slemmig men i en mjölkningsanläggning kan biofilmen ingå i olika beläggningar (hårda och mjuka) som uppstått vid dålig disk, t.ex. mjölksten, som uppstår genom utfällning av kalk. Alla ytor med beläggningar kan därför antas innehålla bakterier.

Figur 1. Biofilmbildning Förloppet vid bildning av en biofilm illustreras ovan i figur 1. (1) En ren diskad yta av t.ex. rostfritt stål är helt fri från mjölkrester. När mjölken pumpas förbi den i samband med mjölkning kommer fett och protein (2) spontant på grund av fysikaliska krafter att adsorberas till stålytan (3). Detta sker inom några sekunder. På samma sätt kommer bakterier (4) i mjölken att ibland kollidera med ytan och fastna reversibelt (5), vilket inträffar inom några minuter. De kan då lätt lossna igen p.g.a. flödet av mjölk, men om de får sitta fast en längre tid (3-8 timmar) kommer de att utsöndra fästorgan av protein som förankrar dem vid ytan. Detta inträffar oftast på svårdiskade ställen i utrustningen. Då kan man inte längre skölja bort bakterierna, men de är fortfarande känsliga för hög temperatur och diskmedel. En alltför låg disktemperatur kan dock medföra att bakterier överlever. Så småningom kommer bakterierna att börjar föröka sig och bildar då en mikrokoloni (6). Efterhand ökar kolonins storlek och samtidigt produceras slemlagret som skyddar kolonin mot yttre påverkan (inom 24 timmar). Inom några dygn är biofilmen mogen (7) och bakterierna är då mycket mera resistenta mot värme, diskkemikalier, pH och uttorkning och andra skadliga

35

faktorer än fria bakterier. Från en mogen biofilm kommer efterhand bakterier att lossna (8) och följer då med mjölken till mjölktanken. Att växa i en biofilm innebär många fördelar för bakterierna (Jefferson 2004). I näringsfattiga system anrikas alltid organiskt material på ytor, varför bakterierna gynnas av att sitta fast. Risken att sköljas bort minskar om bakterierna är förankrade till ytan. Miljön inne i en biofilm skyddar bakterierna från yttre hot vilket också gynnar överlevnaden och möjligheten att föröka sig. Bakterier i biofilmer har andra fysiologiska egenskaper än fria bakterier i en suspension. Detta bidrar till deras resistens mot skadliga omgivningsfaktorer. I en biofilm kan det finnas flera olika arter av bakterier som t.o.m. samverkar för att få maximalt skydd. I princip kan alla bakterier bilda biofilmer, men termoresistenta bakterier har genom sin värmeresistens större möjligheter att överleva och bilda biofilm i mjölkningsanläggningar än bakterier i allmänhet. För att få bort en fullt utbildad biofilm krävs ofta mekanisk rengöring. Oxiderande ämnen som klor och väteperoxid/perättiksyra kan bidra till att ta bort biofilm, men är oftast inte tillräckligt effektiva när biofilmen är fullt utvecklad (Kumar & Anand, 1998). I de koncentrationer som används vid disk är ämnena i första hand rengörande, d.v.s. de avlägsnar biofilm genom sin oxidativa effekt. Om inte alla bakterier avlägsnas eller avdödas så kommer kvarvarande bakterier att föröka sig till en ny biofilm som åter släpper ut bakterier till mjölken. Det är därför mycket viktigt att disken fungerar fullt ut så att biofilmer inte hinner bildas (IDF 2003).

Referenser

IDF (Bulletin of the International Dairy Federation) (2003) nr 381 Review of practices for cleaning and sanitation of milking machines. Jefferson, K.M. (2004) What drives bacteria to produce a biofilm? FEMS Microbiology Letters 236 :163-173 Kumar, C.G. & Anand, S.K. (1998) Significance of microbial biofilms in food industry: a review. International Journal of Food Microbiology 42 :9-27. Sutherland, I.W. (2001) The biofilm matrix – an immobilized but dynamic microbial environment. Trends in Microbiology 9: 222-227.

36

Bilaga 5. Diskprocessen Anders Christiansson Syftet med disken är att avlägsna rester av organiskt material som kan utgöra

näring för bakterier mellan mjölkningarna. Samtidigt bidrar disken till att förekomsten av bakterier i anläggningen minimeras, antingen genom att transportera bort dem eller genom att de avdödas av disken. Kravet på diskprocessen är att:

Ytorna ska bli synligt rena. Beläggningar ska inte förekomma. Rester av diskmedel som kan påverka mjölkens smak och användbarhet för

produkttillverkning negativt ska avlägsnas efter disken. Antalet levande bakterier i anläggningen ska minimeras

Diskeffekten påverkas av fyra faktorer: den kemiska sammansättningen av

diskmedlet, disktemperaturen, den mekaniska effekten (turbulensen), tiden samt av utrustningens hygieniska design.

En väl fungerande disk är en nödvändighet för att kunna producera mjölk av god bakteriologisk kvalitet. När mjölken pumpas förbi ytor i mjölkningsanläggning och tankar kommer mjölkkomponenter att adsorberas till ytorna, som blir täckta av ett tunt lager av fett, protein och laktos. Så länge mjölken inte får torka in eller utsätts för extrem värme eller pH-förändringar är det relativt enkelt att skölja bort det mesta av det organiska materialet. Mjölk innehåller kalciumjoner och fosfat, som kan fällas ut på ytorna som olöslig kalciumfosfat. Kalcium bidrar också till att binda mjölkkomponenter till ytorna, vilket orsakar bildning av mjölksten. Om proteiner denatureras, vilket sker när vassleproteiner utsätts för temperaturer över 60-70°C, så kommer de att bli olösliga och fällas ut som en beläggning. Kasein är mycket värmestabilt och tål mer än 100°C utan att denaturera. Sänkning av pH under 5,4 leder dock till denaturering. Det är då mycket svårare att diska bort proteinet. Vassleproteinerna är stabila vid detta pH och denatureras inte. Fett i fettkulorna kan hydrolyseras till fria fettsyror vid alkalisk disk. Långkedjiga fettsyror är olösliga i vatten och kan ibland fälla ut tillsammans med divalenta katjoner. Fettet kan också polymerisera till olösliga komponenter genom oxidativa processer som involverar fria radikaler (Stanga 2010). Diskprocessen innehåller följande principiella steg: Försköljning för att avlägsna huvuddelen av mjölkresterna. Målet är att

sköljvattnet ska vara fritt från synliga mjölkrester (ingen grumlighet) när försköljningen avslutas. Om sköljningen inte är fullständig kommer det att förbrukas diskmedel för att ta hand om dessa komponenter, samtidigt som risken för beläggningar ökar. Det är därför viktigt att sköljvattnet endast passerar genom anläggningen en gång och sedan pumpas ut.

Huvuddisk: Under huvuddisken cirkulerar diskmedlet i

mjölkningsanläggningen respektive mjölktanken, som diskas var för sig. Tillräckligt hög temperatur är viktigt för att diskmedlet ska vara effektivt. Diskmedel för cirkulationsdisk kan antingen vara alkaliska (högt pH) eller sura (lågt pH). De innehåller komponenter som gör att mjölkberörda ytor kommer i god kontakt med diskmedlet (vätning). Därefter tar andra komponenter hand om

37

fett och protein så att de lossnar från ytorna och sedan hålls svävande utan att fällas ut igen. Laktos är lättlösligt och löses redan i rent vatten. Diskmedlet innehåller också komponenter som förhindrar att divalenta katjoner (kalcium, magnesium, järn, mangan) i hårt vatten förhindras från att störa diskprocessen. Eftersköljning sker oftast med kallt vatten. Syftet med detta är att skölja ut alla föroreningar ur anläggningen, så att de inte faller ut igen, samt att avlägsna diskmedelresterna.

Dränering för att minimera att kvarstående vatten med eventuella mjölkrester

blir källa till bakterietillväxt.

Mjölkrester som inte diskas bort kommer att leda till bakterietillväxt som ökar bakteriehalten i tankmjölken vid nästa mjölkning. Dessutom kan bakterierna bilda biofilmer, som är mycket mera svårdiskade än fria bakterier (se bilaga 6). Det är därför avgörande att disk sker regelbundet efter varje mjölkning, eller minst 3 gånger per dygn för AMS-anläggningar. AMS-anläggningar är mycket mera känsliga för störningar vilket gör att det vid 2 gånger diskning per dygn kan leda till bakteriologiska problem (EU-projekt Automatic Milking).

Vilka faktorer styr diskningsresultatet?

Graden av renhet efter disk påverkas av fyra olika samverkande faktorer: temperaturen, den mekaniska effekten av vätskan (turbulens), den kemiska effekten av diskmedlet samt disktiden. Dessa faktorer brukar beskrivas med den s.k. Zinnerska cirkeln (se figur 1). Figur 1: Den Zinnerska cirkeln

Intensiteten av de fyra faktorerna kan variera i omfattning beroende på typ av disk. Vid handdisk är den mekaniska effekten stor och tiden kan göras lång, medan temperaturen inte kan vara hög och det kemiska medlet inte kan vara

38

starkt p.g.a. arbetsmiljöskäl. En extrem rengöringstyp är högtrycksrengöring där den mekaniska effekten är mycket stor medan övriga faktorer har mindre betydelse. Vid CIP-disk i en mjölkningsanläggning är balansen mellan de olika faktorerna mera lika. Alla fyra faktorerna behövs för ett gott diskresultat även om man i viss mån kan kompensera för en suboptimalt fungerande faktor genom att öka intensiteten i en annan. Men hamnar man utanför vissa gränser så blir diskresultatet otillfredsställande.

Kemikalier i disklösningen

De komponenter som ingår i disklösningen är avpassade så att de ska ge ett gott diskresultat. Förutom vatten ingår antingen lut eller syra, olika tensider, komplexbildare, korrosionsinhibitorer, samt ibland oxiderande substanser som t.ex. natriumhypoklorit (Exempel på sammansättning av olika kommersiellt tillgängliga diskmedel finns i bilaga 10). Vatten som används för disk ska vara av god bakteriologisk kvalitet. Det finns krav på årlig vattenanalys enligt Mejeriernas förenklade vattenanalys för vatten som används till disk på mjölkgårdar (Branschriktlinjer för kontroll av den obehandlade mjölkens kvalitet, Svensk Mjölk, 2007). I den ingår bl.a. analys av heterotrofa och koliforma bakterier, samt Escherichia coli (se tabell 1). Förekomst av höga bakteriehalter kan påverka vattnets lämplighet som sköljvatten efter disk.

Bakteriegrupp Godtagbart Godtagbart med anm.

Icke godtag-bart

Heterotrofa/ml <1000 > 1000

Koliforma/100 ml <50 50-500 > 500

E. coli/100 ml <1 1-9 ≥10

Tabell 1. Bakterieanalyser som ingår i mejeriernas förenklade vattenanalys.

39

Vattnets pH har också betydelse (tabell 2). Surt vatten kan innehålla höga halter av vätekarbonatjoner. Vid värmning av sådant vatten i en varmvattenberedare omvandlas vätekarbonatjonerna till koldioxid som avgår samt karbonatjoner, som fäller ut tillsammans med kalciumjoner om vattnet är hårt. På sikt påverkar detta värmeöverföringen från värmepatronen och även dess livslängd.

pH

6,0 Mycket surt

6,1 -6,9 Surt

7,0 -7,9 Neutralt

> 8,0 Alkaliskt

Tabell 2. Indelning av pH-värdet Vattenhårdheten är en viktig parameter som avspeglar i huvudsak kalciumhalten i vattnet, men även innefattar magnesiumjoner som också kan ge svårlösliga salter (tabell 3). Utfällningar kan också ske med järn och manganjoner. Dessa katjoner har förmåga att binda till negativt laddade ytor t.ex. proteiner och fettsyror, med resultat att föroreningarna blir svårare att diska bort. Vid mycket hårt vatten är det nödvändigt att använda högre dosering av diskmedel, så att de komplexbildare som finns i medlen kan ta hand om dessa joner. Det kan ibland behövas förbehandling (avhärdning) av diskvattnet t.ex. med jonbytarfilter. På grund av den höga halten kalciumjoner och fosfatjoner i mjölk är det särskilt viktigt att förskölja noggrant vid disk.

40

Hårdhet, °dH

<4 Mycket mjukt

4-7 Mjukt

8-14 Medelhårt

15-20 Hårt

> 20 Mycket hårt

Tabell 3. Vattnets hårdhetsgrader.

Lut/alkali

I alkaliska diskmedel är lut en viktig komponent. Ofta ingår natriumhydroxid men även kaliumhydroxid (pH 12-13) och andra alkaliska komponenter som t.ex. natriumkarbonat, natriummetasilikat och natriumtripolyfosfat kan ingå. (De sistnämnda fyller dock även andra funktioner i diskmedlet). Lut har en viktig funktion att lösa upp (i samarbete med andra komponenter i diskmedlet som detergenter och komplexbildare) och bryta ned proteiner genom alkalisk hydrolys, vilket leder till att protein kan transporteras bort från ytor. Effekten ökar med stigande pH. Lut tar även bort fett genom alkalisk hydrolys. I hårt vatten kan luten bidra till att det bildas beläggningar av kalciumkarbonat eller kalciumfosfat. Det är därför viktigt att inte överdosera alkaliska diskmedel.

Syra

Syror löser protein men hydrolyserar inte fett och kan därför inte bidra till att ta bort feta beläggningar. I syradiskmedel ingår oftast även tensider (ytaktiva ämnen) som bidrar till borttransport av fett. Men den viktigaste funktionen är att lösa upp beläggningar av olösliga salter av kalciumkarbonat, kalciumfosfat m.fl. som även ingår tillsammans med protein i mjölksten. Syror löser upp metallsaltbeläggningarna och bidrar då också till frigörande av organiskt material när sådant ingår i beläggningarna. Flera olika syror kan ingå t.ex. fosforsyra, citronsyra, sulfaminsyra, svavelsyra och salpetersyra.

Tensider

Tensider (detergenter) är ytaktiva ämnen som består av en hydrofil (vattenälskande) del, som är löslig i vatten och en hydrofob (vattenskyende) del som är löslig i fett.

41

Tensider sänker ytspänningen i vatten (vätmedel), vilket gör att övriga diskkemikalier lättare kommer åt smuts som sitter fast på en yta. Tensider bildar också miceller där den lipofila delen av tensidmolekylerna riktas inåt och den hydrofila delen riktas utåt. Micellerna svävar fritt i vattenfasen. Fett emulgeras inne i micellerna, vilket gör att fettet kan transporteras bort från ytor och hålls svävande. Beroende på smutsens sammansättning kan balansen mellan den hydrofila och lipofila delen av molekylen väljas så att bäst rengöringseffekt erhålls. Ofta används en blandning av flera tensider som fungerar bra såväl som vätmedel som för smutsupplösning. Tensider delas in i anjoniska tensider, katjoniska tensider, nonjoniska tensider samt amfotära tensider. Anjoniska tensider består av en polär grupp som är negativt laddad och en kolvätekedja om 12-18 kolatomer som är opolär. Katjoniska tensider har en positivt laddad polär grupp, nonjoniska tensider saknar laddad polär grupp, medan amfotära tensider har både positivt och negativt laddade grupper kopplade till den polära delen av molekylen (se exempel på tensiders kemiska strukturer i bilaga 10). De anjoniska tensiderna är effektiva rengöringsmedel. Vanliga exempel är tvålar, som är natrium- eller kaliumsalter av fettsyror (polär karboxyl-grupp). Tvålar är känsliga för tvåvärda joner och fäller ut med kalcium- och magnesiumjoner. I diskmedel ingår istället andra polära grupper som är mindre känsliga för tvåvärda joner, t.ex. bensensulfonsyra-sulfat, -sulfonat, alkholsulfonat. Dodecylbensensulfonat är ett exempel på en vanligt förekommande tensid i tvättmedel. Anjoniska tensider har en tendens att bilda skum. Nonjoniska tensider saknar laddning. De kan användas tillsammans med laddade tensider. De polära grupperna består ofta av polymeriserade enheter av etylenoxid som bildar polyglykoletrar med fettalkoholer eller fettsyror. Även propylen- och butylenoxider kan användas i de polära grupperna. Graden av polaritet kan anpassas genom olika många enheter av monomererna. Dessa tensider löddrar mycket mindre än anjoniska tensider och ingen utfällning sker med tvåvärda joner. I produktbladen för diskmedel benämns ofta sådana tensider t.ex. alkoholalkoxylat, fettalkoholalkoxylat, alkoholetoxylat, alkoholetoxypropionat med tillägget polymer, eller endast nonjonisk tensid. Nonjoniska tensider kan användas tillsammans med antingen anjoniska eller katjoniska tensider. Katjoniska tensider innehåller en positiv laddning i den hydrofila delen av molekylen (kvarternära ammoniumföreningar). Dessa tensider bygger på att en kvävegrupp kopplats till en eller flera hydrofoba kolvätekedjor. Sådana tensider är inte effektiva som rengöringsmedel men fyller en viktig funktion som desinfektionsmedel i livsmedelsindustrin eftersom den positiva laddningen gör att molekylerna dras till och inkorporeras i bakteriecellmembraner, som är negativt laddade. De används inte som desinfektionsmedel inom mejerindustrin på grund av att de kan påverka syrningskulturernas aktivitet. De skummar och genom att de är ytaktiva kan man åstadkomma god kontakt med ytor vid desinfektion. Ett exempel är alkyldimetylbensylammoniumklorid (bensalkoniumklorid). Katjoniska tensider kan inte blandas med anjoniska eftersom de tillsammans bildar svårlösliga komplex. Amfotära tensider har egenskaper både som anjoniska och katjoniska tensider beroende på pH, eftersom den polära gruppen innehåller både negativa och positiva laddningar. Den positiva laddningen kommer oftast från en kväveatom med den negativa laddningen kommer från karboxyl- eller sulfonatgrupper. Deras viktigaste

42

användningsområde är desinfektion och som vätmedel. De ingår ofta i olika hushållsprodukter som schampo eller diskmedel.

Komplexbildare

Komplexbildare har som funktion att binda metalljoner i lösliga komplex och förhindra att utfällningar sker med anjoner som t.ex. karbonat-, fosfat-, sulfat-eller silikatjoner eller att joner och organiskt material (protein, stärkelse, polymeriserat fett) bildar utfällningar. De bildar monovalenta eller polyvalenta komplex med positivt laddade joner eller grupper på peptider, proteinfragment och andra organiska substanser och då underlättar de verkan av lut, syra och tensider. De polyvalenta komplexbildarna bidrar till att hålla svårlösliga substanser i lösning genom solubilisering, flockulering, dispergering eller i suspension. De medverkar till att smutsen löses upp och hålls kvar i diskvätskan utan att falla ut igen. Deras verkan bygger på att de har en mycket högre bindningsförmåga till negativa joner än många divalenta katjoner har. Det finns ett stort antal olika grupper av substanser som kan fungera som komplexbildare och med olika bindningsstyrka. Flertalet kännetecknas av att bindningsförmågan är störst vid högt pH. De fyller en viktig funktion i hårt vatten genom att förhindra utfällning av kalciumkarbonat som annars sker vid värmning i alkali. Några exempel på komplexbildare är polyfosfater, fosfonater (t.ex.

ATMP; aminotrimetylenfosfonsyra), hydroxysyror (glukonat, citrat mfl), polyakrylater (polykarboxylater), aminopolykarboxylsyror (t.ex. NTA; nitrilotriättiksyra, EDTA; etylendiaminotetraättiksyra), polysackarider och bentonit (se förklaringar till tabell i bilaga 10). Bindningsaktiviteten ökar med koncentrationen och avpassas oftast i diskmedlet efter behovet. Högre temperatur medför att bindningsförmågan minskar. Ett diskmedel vars funktion bygger på komplexbildare kan därför ha begränsningar i sitt temperaturanvändningsområde.

Oxiderande substanser

Oxiderande substanser som natriumhypoklorit, väteperoxid, natriumperkarbonat och natriumperborat kan användas som tillsatser i rengöringsmedel för att underlätta nedbrytning av organisk substans genom oxidation, vilket påskyndar rengöringsprocessen. Den organiska substansen bryts ned i mindre delar som lättare lossnar från ytor och kan tas omhand av övriga substanser i diskmedlet. För att ha en rengörande effekt krävs en hög koncentration, eftersom all organisk substans angrips. I mycket lägre koncentrationer kan dessa medel användas som desinfektionsmedel för att avdöda kvarvarande bakterier efter rengöring. Enligt Bra Kemråds kriterier är perättiksyra tillåtet upp till 1,25 % i brukslösning. Anledningen till att perättiksyra kan tillåtas trots klassificeringen R50 (mycket giftigt för vattenlevande organismer) är att det sker en snabb reaktion och kvar blir ättiksyra som inte är miljöfarligt (se även bilaga 8 och 12). Natriumperborat verkar bäst vid högre temperaturer, över ca 55 C. Natriumperboratet sönderdelas och väteperoxid bildas, som är starkt oxiderande. Dessutom bildas borat som kan bilda komplex med en del ämnen som innehåller flera hydroxylgrupper (OH-grupper), som alkalipolyfosfater (KemI hemsida teknisk ämnesbeskrivning).

43

Enzymer

Proteolytiska enzymer (proteaser) kan användas i diskmedel för att underlätta nedbrytning av proteinbeläggningar. De har främst fått användning i tvättmedel för kläder och förekommer ganska sällan i diskmedel för mjölkanläggningar. Eftersom enzymer är värmelabila finns det ofta en övre temperaturgräns för deras användningsområde.

Desinfektionsmedel

Desinfektionsmedel har till syfte att reducera antalet överlevande bakterier efter disk till en låg och acceptabel nivå. Desinfektionsmedel ska användas först efter disk, annars riskerar de att inaktiveras av smuts. Vissa substanser, t.ex. natriumhypoklorit kan ingå i diskmedel som oxidationsmedel, d.v.s. för att ta bort mjölkrester (se dock bilaga 8, Bra Kemråd tillåter inte natriumhypoklorit). Efter disk kan de användas i mycket lägre koncentration och har då en effektiv avdödande effekt på bakterier. Desinfektion utförs oftast i rumstemperatur genom att cirkulera lösningen i mjölkningsanläggning eller tank. Exempel på oxiderande desinfektionsmedel är natriumhypoklorit, natriumdikloroisocyanurat, kloramin och perättiksyra. Det är ganska ovanligt att desinfektion genomförs i Sverige medan detta förekommer allmänt i Danmark, s.k. 5 stegsdisk (5 trinsvask) som omfattar försköljning, disk med alkaliskt diskmedel, sköljning, desinfektion och eftersköljning som sker i en följd. Efter desinfektion är det viktigt att skölja med vatten så att inga rester av desinfektionsmedel hamnar i mjölken.

Disktemperatur

Under försköljningsfasen är det viktigt att inte proteinutfällning sker p.g.a. alltför varmt vatten. Vattentemperaturen rekommenderas vara 35-40°C under försköljningen när sköljvattnet möter mjölken. Igensättning av kallvattensilar i diskautomaten på grund av hårt vatten kan annars leda till att varmare vatten än avsett kan komma ut i anläggningen vid försköljningen. Därför bör sköljvattentemperaturen kontrolleras regelbundet. Många moderna diskautomater är programmerade att utföra mer än ett försköljningssteg och då kan vattentemperaturen successivt höjas så att godset i grova ledningar av stål och i stora mjölktankar kommer upp i temperatur. Rekommendationer för försköljningsvattnets temperatur skiljer sig åt mellan olika länder. I Finland rekommenderas 40-50°C (Mjölkgårdens diskguide 2005), i Danmark rekommenderas 35-38°C och i Canada 35-60°C (med sluttemperatur vid sköljningen 35°C eller högre)( Canadian quality milk, 2003). Rekommendationerna från Finland och Canada förutsätter en god kontroll på vattentemperaturen så att inte vassleproteiner fälls ut. Under huvuddisken är det viktigt att temperaturen är så hög så att diskeffekten blir bra. Generellt sett ökar hastigheten hos kemiska reaktioner med temperaturen. Bättre diskeffekt kan därför förväntas vid ökad temperatur, särskilt mot svårdiskad smuts och biofilm (se även bilaga 6). Samtidigt riskerar temperaturen att falla under cirkulationsdisk på grund av att det krävs mycket energi för att värma upp kalla rör och tankar. Vid automatdisk är det önskvärt att starttemperaturen i diskautomaten överstiger 80°C. Temperaturen sjunker med 10-15 °C eller mera redan efter det första varvet i cirkulationen och kan sjunka ytterligare 1-2 °C per minut under disken,

44

beroende på utrustning och långa stålledningar. Erfarenhetsmässigt gäller rekommendationen att temperaturen idealiskt bör ligga över 65°C under åtminstone 2 minuter när vattnet återkommer till diskautomaten för god diskeffekt. (Detta är en lämplig kontrollpunkt vid uppföljning av diskfunktionen). Om temperaturen inte går att upprätthålla kan underhållsvärme i diskautomaten vara en hjälp. Men det är viktigt att det tillräckligt med varmvatten från början (se bilaga 7) eftersom det tar för lång tid att värma upp vatten med alltför låg temperatur i diskautomaten eller varmvattenberedaren. Mjölkfett stelnar när temperaturen går under 35-40°C. För att hålla fettet flytande och andra komponenter kvar i disklösningen ska sluttemperaturen efter avslutad cirkulationsdisk inte understiga 42-45°C. I Canada rekommenderas en starttemperatur på minst 71°C och en sluttemperatur överstigande 43°C (Canadian Quality milk 2003). De finska rekommendationerna är en starttemperatur på 80-85°C och en sluttemperatur över 50°C (Mjölkgårdens diskguide 2005) medan danska rekommendationer är starttemperatur på minst 80°C, över 60°C i 5 minuter och en sluttemperatur över 42°C. Det är viktigt att det finns tillräckligt med varmt vatten till disken. Helst bör mjölkningsanläggningen och tankdisken ha separata varmvattenberedare så att inte varmvatten samtidigt används till annat, som t.ex. beredning av kalvnäring. Under eftersköljningen transporteras kvarvarande löst smuts ut ur anläggningen, liksom rester av diskmedel. Inga kemikalierester får finnas kvar. Vanligtvis används kallt vatten. När eftersköljningen är klar ska slutsköljvattnet ha samma pH som ingående vatten.

Mekanisk effekt (turbulens)

Man skiljer på turbulent och laminärt flöde för vätskor i rör. Vid laminärt flöde flyter vätskan i röret med samma hastighet i bulkvätskan men närmast rörväggen är flödet mindre kraftigt. Det medför att den mekaniska (rengörande) kraften är svag. Vid turbulens bildas det virvlar i vätskan som ökar den rengörande kraften vid ytan. Detta kan åstadkommas på olika sätt. När flödeshastigheten ökar över en viss hastighet bildas det spontant virvlar och flödet blir turbulent. I rörmjölkningsanläggningar åstadkoms turbulens genom att släppa in luft i rören så att det uppstår vakuumförändringar. Vid mjölkning är det viktigt att mjölken passerar i mjölkledningen så skonsamt som möjligt, så att fettet inte skadas av mekanisk bearbetning, med lukt- och smakfel som konsekvens. Flödet är då laminärt. Vid disk däremot krävs det turbulent flöde som har så stor mekaniskt rengörande effekt på ytorna som möjligt. Detta åstadkommer man på olika sätt genom luftinsläpp i diskautomaten, som leder till att vattenproppar rusar genom rören med hög hastighet, omväxlande med luft. Vid grova ledningar t.ex. i en mjölkgrop kan det finnas en s.k. trombon som förstärker effekten. I vissa anläggningar används förhöjt vakuum under diskfasen. För att uppnå rätt mekanisk effekt krävs att den vattenmängd som cirkulerar är rätt. Vid för liten vattenmängd blir det inte rent. För stor vattenmängd försvårar proppbildningen. I moderna större anläggningar rekommenderas ett proppflöde med hastighet 7-10 m/sekund. Den mekaniska effekten ställs in och optimeras när en anläggning installeras och är mycket viktig diskfaktor. Att låta en serviceman med jämna intervall kontrollera och justera inställningarna kan spara både kemikalier och energi (Reineman m.fl. 2003).

45

Disklösningen pumpas tillbaka från slutenheten till diskautomaten med en pump. I denna returledning bildas inga proppar. För att uppnå turbulent flöde här krävs att flödeshastigheten överstiger 1,5 m/sekund. I kyltankar sprids disklösningen över tanksidans ytor genom spraybollar, dysor eller roterande vingar. Turbulensen blir inte lika kraftig som i rör, varför det är viktigt att disktemperaturen och diskmedelskoncentrationen är korrekta. Dessutom är det naturligtvis viktigt att fördelningen av diskvätska fungerar så som det är avsett.

Tid

Diskning är en kemisk-fysikalisk process som fortgår med tiden. En förlängd disktid ger därför bättre diskeffekt förutsatt att övriga diskparametrar hålls konstanta. Vid disk av mjölkningsanläggningar och tankar sker det en avkylning av disklösningen när den passerar genom utrustningen. En för lång disktid kan därför ha negativ effekt genom att föroreningar faller ut igen på grund av för låg temperatur. Normal disktid är 8-10 minuter.

Hygienisk design

En viktig faktor, som utöver de fyra diskfaktorerna kraftigt påverkar om komponenter i t.ex. en mjölkningsanläggning blir rena, är den hygieniska designen. Med hygienisk design avses val av material och konstruktion som gör det är möjligt att diska rent. Men konstruktionen måste också uppfylla den funktionalitet som krävs. Ofta krävs kompromisser, som försvårar rengöringen. Material i ytor som är i kontakt med livsmedel ska bestå av material som är godkänt för kontakt med livsmedel (Branschriktlinjer för hygienisk mjölkproduktion 2007). Materialet ska dessutom ha en slät ytstruktur som förhindrar att mikroorganismer och smuts blir kvar efter disk. Rostfritt stål och glas är exempel på sådana material men även olika typer av plast och gummi kan användas. För rostfritt stål finns specifikationer på ytjämnhet (Ra) beroende på användningsområde(Ra är ofta <0,8 µm för livsmedelsutrustning). Rostfritt stål och glas är lätt diskat men olika plast- och gummimaterial kan vara något mera svårdiskade, i synnerhet när de åldras. Utbyte av gummidetaljer med intervall enligt tillverkarens rekommendationer är viktigt för att bibehålla god hygien och diskbarhet. Förutom en bra ytstruktur är konstruktionen mycket viktig (EHEDGs riktlinjer för hygienisk design). Det krävs att disklösningen kan nå ytorna. Det ska också finnas tillräckligt mycket flöde för rengöring. Om inte krävs högre temperatur, mera diskmedel och tid annars blir ytorna inte rena, med biofilmbildning som konsekvens. Faktorer som påverkar graden av diskbarhet är bl.a. Alla ytor ska ha lutning så att de dräneras

Alla tankar och rör ska vara fullständigt dränerbara Sprickor, blindändar och gömda fickor får inte förekomma Rör ska vara helsvetsade i så stor utsträckning som möjligt Svetsningar ska utföras av behörig operatör så att jämna ytor erhålls Kopplingar mellan rör ska vara hygieniskt konstruerade

Produktberörda ytor ska ha Ra< 0,8 µm

46

Inga vinkelräta kanter får förekomma, rundade hörn med radie > 5 mm krävs för rengörbarhet

Undvik i görligaste mån böjar på rör eller dimensionsförändringar som påverkar flödeshastigheten

Pumpar, ventiler och annan utrustning ska vara konstruerade så att de är diskbara och inte bidrar till kontamination av produkten

Växeldisk

Vid växeldisk alternerar man mellan att diska med alkaliskt och surt diskmedel, i normalfallet med en disk av vardera slaget per dygn. Den sura disken bidrar till att förhindra att beläggningar byggs upp. Genom att diska med växeldisk neutraliseras disklösningarna när de hamnar i gödselbrunnen vilket är miljömässigt fördelaktigt. Vid relativt mjukt vatten kan man dra ner på frekvensen sura diskar.

Testsystem för diskmedel

Många diskmedel har en komplex sammansättning som är avpassad för optimal effekt för olika syften. Men effekten påverkas av faktorer som t.ex. typ av smuts, pH, vattenkvalitet m.m. och kan inte alltid förutses. Nya diskmedel behöver därför testas innan de används i fält. I synnerhet är det viktigt att bedöma långtidseffekter av diskmedel. Det finns idag inget standardiserat test som gäller funktionalitet av gårdsdiskmedel i Norden. Kraven på godkännande av diskmedel för mjölkningsanläggningar varierar inom Norden (NMSM 2005). I Finland krävs enligt lagstiftningen att diskmedel ska officiellt testas och godkännas. I Norge kräver TINE testresultat innan ett nytt diskmedel rekommenderas av dem. I Danmark krävs godkännande för desinfektionsmedel och juvervårdsprodukter. I Sverige rekommenderas Bra Kemråds regler som i huvudsak godkänner med hänsyn till miljöfarlighet och hälsa, medan funktionsegenskaper lämnas åt tillverkaren att intyga i form av praktisk erfarenhet i fält eller med dokumenterad test. Vad gäller juvervårdsprepatat hänvisar man till den danska listan över godkända produkter (Födevarestyrelsen, godkända produkter). Tyska DLG är en oberoende organisation som testar och godkänner bl.a. ensileringsmedel, disk- och desinfektionsmedel, samt juverhygienpreparat. DLGs kvalitetsmärke utfärdas efter genomgång av stringenta tester. Testerna uppges vara relevanta med hänsyn till jordbruksverksamheten (DLG diskmedelstest). NMSM har tagit fram ett förslag till tester i tre steg som kan användas för utvärdering av diskmedel (NMSM 2005). Första steget är laboratorietestning för att avgöra om diskmedlet uppfyller vissa grundläggande egenskaper. Förutom toxikologisk utvärdering ingår test av ett antal funktionsparametrar, som t.ex. löslighet, komplexbildningsförmåga, skumbildning, ytaktiv effekt, korrosion, rengöringseffekt på olika ytor samt förmåga att lösa protein och fett. Sådana tester gör att olika diskmedel kan jämföras sinsemellan. Andra steget som NMSM rekommenderar är pilottest för att undersöka om en laboratorieanläggning långsiktigt (1 månad) kan hållas ren. Idag finns ingen praktisk lösning för detta. Testanläggningen vid JTI (se bilaga 6) var tänkt att fylla detta behov, men visade sig inte vara tillräckligt flexibel. Tredje steget är fälttest på ett antal gårdar, med samma syfte som steg 2, men med

47

hänsyn till den variation i betingelser som förekommer i fält. Stanga (2010) framhåller betydelsen av att laboratorietester bör vara relevanta för fältförhållanden.

Referenser

Branschriktlinjer för hygienisk mjölkproduktion. Svensk Mjölk (2007). www.slv.se/företag/branschriktlinjer Branschriktlinjer för kontroll av den obehandlade mjölkens kvalitet. Svensk Mjölk (2007). www. slv.se/företag/branschriktlinjer Canadian Quality Milk. (2003). On-Farm Food Safety Program. Best management practices. Critical control points, standard operating procedures, and corrective actions. Reference manual. http://www.dairyinfo.gc.ca/pdf/referencemanual.pdf DLG (Deutsche Landwirtschafts- Gesellschaft –diskmedelstest http://www.guetezeichen.de/cgi-bin/gz_melkanlage.cgi?sort=Firma EHEDGs riktlinjer för hygienisk design. Rent Forum. http://www.rentforum.se/Prod/Rentforum/sajt.nsf/AllDocuments/7298FDE884D99AB4C125738A004911AC EU-projekt automatic milking. http://www.automaticmilking.nl/index.asp?projectresults/reports/reports.asp Födevarestyrelsen – godkända produkter - http://www.foedevarestyrelsen.dk/Foedevarer/Kemi_og_emballage/Desinfektionsmidler/Godkendte_produkter/godkendte_produkter.htm Mjölkgårdens diskguide (2005). MTT – Forskningcentralen för jordbruk och livsmedelsekonomi, Finland http://www.mtt.fi/julkaisut/maitokoneet/Mjolkgardens_diskguide.pdf NMSM (2005). Nordic testing and approval of detergents for milking equipment. Rapport från arbetsgrupp. Reineman, D.J.; Wolter, G; Lind, O. & Rasmussen M.D. (2003). Review of practices for cleaning and sanitation of milking machines. Bulletin of the International Dairy Federation 381: 3-18. Rengöring af maelkeudstyr. http://www.landbrugsinfo.dk/Kvaeg/Filer/Vaskepjece08web.pdf Stanga, M (2010). Sanitation. Cleaning and disinfection in the food industry. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. Weinheim, Tyskland.

48

Bilaga 6. Vilken betydelse har biofilmer i

mjölkningsanläggningar? Anders Christiansson Bakterier i biofilm är betydligt mera resistenta mot diskmedel jämfört med bakterier i fri lösning. Om mjölk finns närvarande i biofilmen så ökar resistensen ytterligare. Alla fyra diskfaktorerna är nödvändiga för att diska bort biofilm. Utan

diskmedel blir det inte rent (kvarvarande produktrester).

Den mekaniska effekten (rätt proppflöde och vattenmängd) är mycket viktig. När den mekaniska effekten är för låg (begränsat flöde) så krävs hög

disktemperatur för att eliminera (avdöda eller ta bort) biofilmen (jämför 64°C mot 41°C).

Kvarvarande bakterier i en biofilm efter disk leder till återväxt av biofilmen. Hög disktemperatur tycks i första hand behövas för att undvika bildning av biofilm medan mjölksmuts elimineras betydligt lättare även vid lägre temperatur. Om disktemperaturen genomgående ligger lågt finns det risk att termoresistenta bakterier kan överleva disken, i synnerhet om diskflödet är lågt. Ett exempel på detta är i stora mjölktankar. Eftersom en biofilm byggs upp successivt så är det viktigt att diskparametrarnas effekt hela tiden är under kontroll och att det finns marginaler mot störningar. En tillräckligt hög disktemperatur är då viktig.

Diskförsök i labskala

Figuren nedan visar ett modellförsök (Svensson 2004) där biofilm av en termoresistent bakterie odlats fram på objektglas (fig. 1a). Biofilmen innehöll cirka 10 miljoner (log 7) bakterier per cm2 vid försökets start. Objektglas med biofilmer sänktes ned i surt och alkaliskt diskmedel vid cirka 42° respektive 64°C. Det alkaliska diskmedlet innehöll natriumhypoklorit. Försöken gjordes under statiska förhållanden, d.v.s. utan flöde som mekaniskt kunde spola bort biofilmen. Efter olika tidpunkter togs objektglasen upp och halten kvarvarande (överlevande bakterier) analyserades. Figur 1b visar tydligt att borttagandet och avdödningen av bakterier var mycket begränsad vid 42°C medan effekten var mycket större vid 64°C.

Figur 1a. Odling av biofilm på objektglas

49

Figur 1b. Avdödning av en termoresistent bakterie i biofilm i surt respektive ett alkaliskt (klor)diskmedel vid olika temperaturer. Ingen turbulens (mekanisk kraft) i diskförsöken.

Det bör tilläggas att dessa resultat hänför sig till en enskild stam av en

termoresistent bakterie med hög värmeresistens i närvaro av mjölkrester. Fler

stammar borde testas. Den riskreduktion som erhålls vid 64 °C i form av 6-7 log-

reduktioner i bakteriehalt är mycket hög och behövs sannolikt inte för att hålla

tillbaka biofilmbildning. Försök borde göras vid andra temperaturer lägre än 64°C

för att öka kunskapen om disktemperaturens betydelse.

Diskförsök i mjölkningsanläggning

Försök har utförts vid Institutet för Jordbruks- och Miljöteknik (JTI) i Uppsala för

att studera hur biofilmer och olika typer av ”smuts” kan avlägsnas i

mjölkningsanläggningar. En central del för projektets genomförande var JTI:s

testanläggning för diskning som finns installerad på SLU:s försöksgård på

Kungsängen i Uppsala. Huvudkomponenterna i anläggningen är en ca 35 meter

lång rostfri, isolerad mjölkslinga med provriggar, samt en konventionell

diskmaskin (DeLaval C200), se figur 2.

Figur 2. Principskiss över JTI:s testanläggning för diskning.

Biofilm coryneform M95 1% mjölk

0

1

2

3

4

5

6

7

8

0 5 10

Tid i minuter

log

cfu

/cm

2 alk 41,6°C

alk 64.2°C

sur 41.6°C

sur 64,2°C

50

Testanläggningen har konstruerats för att så långt det är möjligt efterlikna

praktiska förhållanden på en gård. Den invändiga rördiametern på diskslingan är

22 mm. På slingan finns två riggar med vardera fyra demonterbara

provtagningsbrickor, som var och en är fästade på ett utstickande T-rör, figur 2.

Två av T-rören har en längd av 33 mm och de andra två är 66 mm långa,

motsvarande 1,5 respektive 3 gånger diskledningens diameter (figur 3). De två

olika längderna på T-rör används för att återspegla olika svåra diskförhållanden. I

rör som utgör ”döda ändar” i systemet och som har en längd på max 1,5 gånger

rörets diameter förväntas diskresultatet i ändpunkten inte sämre än i övriga delar

av anläggningen, medan de längre t-rören förväntades vara mera svårdiskade på

grund av otillräcklig turbulens.

Provtagningsbrickorna är tillverkade i rostfritt stål och den yta som utsätts för

disklösningen (mätytan) är ca 2,8 cm2 (19 mm diameter), se figur 3. I dessa

diskförsök påfördes olika typer av ”smuts” på provtagningsbrickornas yta.

Figur 3. Provrigg med två korta och två långa T-rör, i vars ändar de demonterbara provtagningsbrickorna (nedre bilden) skruvas fast. a) Biofilm av samma termoresistenta bakterie som i modellförsöket ovan odlades på testytorna, som sedan sattes in i diskanläggningen och diskades (Benfalk m.fl. 2005). Biofilmen diskades bort med lätthet redan vid 35°C och mycket få bakterier blev kvar på ytorna. Olika sätt att göra biofilmen mera tålig misslyckades. Möjliga förklaringar till att biofilmen diskades bort kan vara att den inte satt tillräckligt skyddad, att biofilmer i verkliga miljöer har andra egenskaper än laboratorieodlade eller att den turbulens som fanns i systemet var tillräcklig för att ta bort biofilmen (jämför laboratorieförsöken ovan). b) För att undersöka diskeffekten med en robustare modellorganism ströks sporer av Bacillus cereus ut på testytorna (Sundberg m.fl. 2009, Sundberg m.fl. 2011) och fick torka in. Brickorna diskades vid 35, 45, 55 och 65°C. Som referensdiskmedel användes ett beprövat diskmedel med klor. Sex olika klorfria diskmedel testades, och disk med enbart 0,1% natriumhydroxid, disk med natriumhydroxid och natriumhypoklorit (400 ppm), och disk med enbart vatten (se tabell 1). Tabell 1 visar att den mekaniska effekten på bortförande av sporer var större än den kemiska effekten av lutlösning. Den kemiska effekten av de klorfria medlen var i stort

51

sett likvärdig med lut. Den kemiska effekten av det klorinnehållande diskmedlet och lutlösning med klor var lika stor som den mekaniska effekten vid 35°C och ökade avsevärt med temperaturen. Försöken visade också att bäst effekt utan klor erhölls vid minst 55°C disktemperatur. Elimineringen av sporer med klorhaltiga lösningar beror på klorets oxidativa förmåga att avdöda och att lösgöra sporer från ytan. Klor har en rengörande effekt på smuts på grund av samma oxidativa mekanism (Kumar & Anand, 1998). Tabell 1. Mekanisk och kemisk rengöringseffekt på sporer av Bacillus cereus, reduktion i log CFU-enheter.

Disktemperatur

35ºC 45ºC 55ºC 65ºC

Mekanisk effekt (vatten) 1,8 1,5 1,7 1,6

Kemisk effekt – differens mellan vatten och:

- Lutlösning, 0,1 % 0,5 0,5 0,9 1,1

- Klorfria diskmedel 0,5 0,8 1,1 1,2

- Klorhaltiga disklösningar 1,8 3,0 3,6 3,8

När diskvattenvolymen halverades så minskades rengöringseffekten för sporer. c) Brickorna smutsades också ned med filmjölk som ströks ut och fick torka vid 80°C under 30 minuter för att efterlikna mera svårdiskad smuts. Efter disk färgades brickorna in med erythrosin B som rödfärgar protein och mättes med en kolorimeter. Jämförelse gjordes med brickor som inte diskats. Figur 4 visar resultatet.

Figur 4. Effekt av disk med olika diskmedel på ytor som nedsmutsats med intorkad filmjölk. Skalan på y-axeln är relativ och anger kvarvarande grad av rödfärgad smuts. Odiskad yta hade ett värde på cirka 10 medan diskade ytor med undantag för disk utan diskmedel låg under 0,5 vilket var gränsen för med ögat synlig smuts. Inga skillnader kunde påvisas mellan de olika klorfria diskmedlen. Disk utan diskmedel

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

Ap Bp Cp Af Bf Cf Lut Utan Alk/ klor Lut+hypo

a*

i L*a

*b*-

färg

rym

d

35°C 45°C 55°C 65°C

52

gav inte helt rena ytor, i synnerhet vid 35°C. De klorhaltiga diskmedlen gav en svag tendens till lägre värden än de klorfria (Ap-Cf). Men det var ingen synlig skillnad mellan brickor som diskats med klorfria eller klorinnehållande diskmedel. Ingen ökad diskeffekt erhölls vid temperaturökning. Ovanstående försök visar att mjölksmuts diskas bort relativt lätt. Anledningen till att ingen temperatureffekt sågs är troligen att diskmedlet var tillräckligt effektivt för att få ytorna rena trots att filmjölken fått torka in vid 80°C (jämför Zinnerska cirkeln). Behovet av hög disktemperatur tycks därför mera kopplat till att förhindra biofilmbildning än att ta bort kvarvarande mjölkkomponenter, där temperaturen hade mindre betydelse. Med ledning av ovanstående försök så skulle tillräcklig diskeffekt på smuts och bakterier eventuellt kunna uppnås redan vid 55-60°C. Här behövs bättre kunskap om temperaturens effekter i praktiken. Vi saknar tillräcklig kunskap, sett utifrån fältdata, hur diskparametrarna och då i synnerhet temperaturen ligger på gårdar med genomgående bra diskresultat. Sporer var däremot svåra att diska bort. Anmärkningsvärt nog sågs ingen skillnad i diskeffekt mellan korta och långa rör. Detta skulle kunna bero på att i en mjölkningsanläggning håller vattenpropparna en flödeshastighet på 7-10 meter/sekund) (IDF 2003), vilket är avsevärt mera än diskflödet på ett mejeri (1,5 -3 m/s). Detta kan förklara att både korta och långa rör diskades lika väl. Den sämre diskeffekten vid halverad vattenvolym stöder betydelsen av den mekaniska effekten. Den höga mekaniska effekten kan också förklara varför biofilmen eliminerades med lätthet i försöken att mäta diskeffekt på biofilm i mjölkningsanläggningen. Sammanfattningsvis kan följande slutsatser dras av försöken:

Alla fyra diskfaktorerna är nödvändiga för att diska bort biofilm. Utan diskmedel blir det inte rent (kvarvarande produktrester).

Den mekaniska effekten (rätt proppflöde och vattenmängd) är mycket viktig. När den mekaniska effekten är för låg (begränsat flöde) så krävs hög

disktemperatur för att eliminera (avdöda eller bortföra) biofilmen (jämför 64°C mot 41°C).

Om disktemperaturen genomgående ligger lågt finns det risk att termoresistenta bakterier kan överleva disken, i synnerhet om diskflödet är lågt. Eftersom en biofilm byggs upp successivt så är det viktigt att diskparametrarnas effekt hela tiden är under kontroll och att det finns marginaler mot störningar. En tillräckligt hög disktemperatur är då viktig.

Referenser

Benfalk, C, Lindahl, C., Gustafsson, M & Christiansson, A. (2005). Pastöriseringsöverlevande bakterier – hur elimineras de ur mjölkningsanläggningarna? Slutrapport SLF-projekt 0430008 Christiansson, A., Sundberg, M., Lindahl, C. Birgersson, C & Wahlund, L. (2010). Klorfria diskmedel för gårdsdisk. Olika faktorers inverkan på diskresultatet. Forskning Special 7 (2010).

53

JTI (2009). Klorfria diskmedel för gårdsdisk. Studie av olika faktorers inverkan på diskresultatet. Rapport nr 389, Lantbruk och Industri. Kumar, G.C. & Anand. (1998). S.K. Significance of microbial biofilms in food industry: a review. International Journal of Food Microbiology 42: 9-27. Svensson, S., Ekelund, K. & Christiansson, A. (2004). Pastöriseringsöverlevande bakterier i leverantörsmjölk. Svensk Mjölk Forskning, rapport 7035-I. Sundberg, M., Christiansson, A., Lindah, C., Wahlund, L. & Birgersson, C. (2011). Cleaning effectiveness of chlorine-free detergents for use on dairy farm. Journal of Dairy Research 78: 105-110.

54

Bilaga 7. Tekniska system för disk Mats Gyllenswärd

Från spannmaskiner och vattenkylning till helautomatiserad

disk

Diskautomaterna kom med de större tankarna som inte gick att diska manuellt. Vattendoseringen kunde variera på de första diskautomaterna. Vattendoseringen var tidsstyrd och beroende av vattentryck och eventuell igensättning av ventiler och filter p.g.a. vattnets aggressivitet och innehåll av järn och mangan. Under 90-talet ökade anläggningar byggda med rostfritt stål som har en betydligt större värmeavgång jämfört med de tidigare glasrören. Användningen av flytande diskmedel ökar och doseringen sker per tid med en pump, vilket medför en risk för feldosering om diskmedelspumparna och slangarna inte underhålls på ett riktigt sätt.

Under 50- och 60-talet dominerade mjölkning med spannmaskiner. Kylningen av mjölken åstadkoms genom att sänka ner mjölkkrukorna i olika typer av vattenkar, eller så lät man kallt vatten flöda över locket ner på spannarnas eller krukornas sidor för kylning. Under 60-talet sattes många rörmjölkningsanläggningar upp och mjölken pumpades över till en mjölktank försedd med ett kylaggregat. På gårdar med ett större koantal började mjölkledningarna att komma upp i längder av 100 meter. Under 70-talet började mjölkgropar byggas och mjölkledningarna kunde kortas ner då mjölkgropen placerades närmare mjölkrummet. Mjölktankarna diskades ofta fortfarande för hand med borste och diskmedel. Mjölktankens kran demonterades och diskades för hand med diskborste och disklösning i spann eller diskho. Under 80-talet installerades fler och fler diskautomater för mjölkanläggningarna och mjölktanken. En vanlig mjölktank i mindre besättningar fram till 2000-talet var de stående Wedholmstankarna med ett lock som täcker hela tankens diameter. Locket lyftes för inspektion och för manuell diskning av tanken. I samband med att storleken på tankarna ökade övergick tankarna på 2000 kg eller större till liggande tankar utrustade med en manlucka. Dessa tankar gick inte att diska manuellt varför en automatdisk med mer eller mindre helautomatisk funktion alltid ingick. De första generationerna diskautomater hade i princip ett tidur likt de som finns i hushållens diskmaskiner. Programmet startades och stegade sig fram för de olika momenten och släppte in vatten direkt från varm- och kallvattenledningarna. Vattendoseringen blev på detta sätt mycket osäker då filter som ska skydda ventilerna ofta sattes igen i varierande grad beroende på vattnets innehåll av olika metallföreningar. Vanligen är det järn- och manganföreningar som orsakar igensättningar av filter till ventilerna för inkommande vatten. Många svenska gårdar har även aggressivt vatten som angriper metallen i kranar och ventiler, vilket medför att de lätt kärvar efter ett antal år. Vattentrycket är också avgörande för hur mycket vatten som hinner fyllas på i diskautomaten. Vattentrycket varierar vanligen mellan 2 och 4 kg beroende på den vilken hydroforutrustning man har för gårdens vattenförsörjning.

55

För att öka säkerheten i vattendoseringen infördes integrerade vattenbaljor i diskautomaten som fylldes på med rätt mängd vatten innan disken av huvudprogrammet startades av automatiken. Nu kunde systemen känna av vattennivån i diskbaljan och om disktemperaturen var den rätta. Var temperaturen för låg på inkommande vatten (beroende på varmvattenbrist i varmvattenberedaren eller om ventilerna kärvade) kompletterades behållaren med en doppvärmare för att ge rätt starttemperatur och för att ge viss underhållsvärme om returvattnet är för kallt när det passerat mjölkledningen eller mjölktanken. Under mitten av 90-talet kom en ISO-standard som ställde högre krav. Grövre mjölkledningar och anläggningar med rostfria rör ökade i antal p.g.a. att man inte kunde tillverka mjölkrör med större dimensioner av glas som håller för påfrestningarna under framförallt diskfasen, där man vill ha kraftiga diskproppar som mekaniskt ska diska ledningarna. Glasrören har ett lågt värmetal till skillnad från de rostfria rören varför värmeförlusterna ökar kraftigt med rostfria rör. En tillräckligt hög startemperaturer liksom tillskottsvärme blev mer avgörande för att hålla disktemperaturen tillräckligt hög för att kunna garantera ett bra diskresultat. Diskmedel som pulver eller i flytande form hade kunnat doseras halvautomatiskt i samband med de första diskautomaterna. Med tiden har diskmedelsdoseringen helautomatiserats med hjälp av diskmedelspumpar för flytande diskmedel. De idag vanligast förekommande diskautomaterna har inte möjlighet att kontrollera att rätt diskmedelsvolym doserats in. Doseringen sker per tidsenhet och förutsätter att slangen i pumpen är i god kondition. Vissa utrustningar har konduktivitetsmätare för mätning av disklösningen och vanligen har denna mätning använts för att generera ett larm snarare än att styra diskmedelsdoseringen. Det finns utrustning som har så kallad hetvattendisk där man värmer vattnet till nära kokpunkten (>950C) innan disken startas. Diskmedel doseras in i varmvattenberedaren eller i diskvattnet under disk. I dessa system rekommenderar man inte klordiskmedel då kloret faller ut vid temperaturer över 750C och bildar beläggningar på rostfria delar t ex sensorer som då inte fungerar som de ska.

Förutsättningar på gårdarna – stora mjölktankar

Med större mjölkleverantörer ökar även tankstorleken och under senare år har intresset för silotankar varit stort i första hand på större gårdar. Silotanken kan monteras utomhus ansluten med en alkov mot mjölkavhämtningsrummet eller så kan den placeras på en betongplatta utan alkov. En fördel med en utomhus placerad silotank är att den är lätt att byta ut utan att större kostnader. Ett problem med dagens silotankar är att manluckan inte kan öppnas för kontroll av mjölken av tankbilschauffören innan överpumpning till tankbilen. Det finns diskbara provtagningskranar som kostar i storleksordningen 15.00o SEK om de monteras på en ny tank och ingår i den vanliga tankdisken. Eftermontering kan enligt muntliga uppgifter kosta det dubbla. Mjölkspannar och mjölkkrukor var liksom de tidiga mjölktankarna lätta att öppna locket på för att inspektera mjölken och för att inspektera renheten när de var tomma. De kunde vid behov diskas manuellt.

56

Med större liggande tankar där man har en manlucka och en fast omrörare är det svårare att kontrollera disken under diskfasen då det sprutar vatten över allt och det bildas vattenånga vid högre temperaturer. Det hindrar sikten mellan de olika diskfaserna. För att kunna inspektera den fasta omröraren och baksidan av omrörarbladen behöver man klättra ner i tanken och vid behov rengöra manuellt. Det är viktigt att manluckan kan öppnas ordentligt och att det finns ett tillräckligt utrymme mellan tanken och taket för att man med lätthet ska kunna komma ner och upp ur tanken. Tankar som närmar sig 10 kubikmeter börjar bli så höga att man behöver stege eller annan utrustning för att kunna komma upp igen vilket gör att det är besvärligare att inspektera tanken. De senare åren har silotankar blivit mer intressanta på större gårdar då de kan placeras utomhus och lätt kan bytas ut t ex vid en ökning av antalet koplatser utan stora ombyggnadskostnader. Det finns silotankar, som genom en alkovbyggnad är en del av mjölkrummet och där man har manluckan inne i mjölkrummet. Även helt fristående silotankar förekommer, där manluckan är låst med ett hänglås och placerad utomhus. Detta gör att tankbilschauffören inte kan kontrollera mjölkens utseende eller lukt genom manluckan som på en liggande tank. Här finns ingen riktigt bra lösning på hur ett representativt prov ska kunna tas innan inpumpning i tankbilen. Ska det finnas en provtagningskran så måste denna ingå i den ordinarie disken, i annat fall riskerar det att bli ett hygieniskt problem. En integrerad och diskbar provtagningskran som levereras med den nya silotanken kostar enligt preliminära uppgifter ca 15 000 SEK och en eftermontering kostar ca 30 000 SEK. Ett annat praktiskt problem är att det är krångligt att inspektera den hygieniska standarden inne i tanken då manluckan sitter utomhus, särskilt vid dåligt väder, såsom regn och snö. Det kan även vara svårt att genomföra en inspektion på ett hygieniskt acceptabelt sätt. En liggande tank kan enkelt inspekteras genom manluckan ifrån mjölkrummet och man behöver normalt inte diska tanken efter inspektion då manluckans packning, till skillnad från en silotank, inte normalt har kontakt med mjölken i tanken. I silotankar kommer alltid manluckan att ligga under mjölkens yta varför en silotank ska diskas om manluckan har öppnats.

Ny teknik och större besättningar

Nyare mjölkningsanläggningar blir mer komplicerade och har en mer komplex teknisk design. I grövre mjölkledningar med en invändig diameter på 60 mm eller mera och med inbyggda värmeväxlare och mjölkfilter blir det även svårare att upprätthålla en tillräckligt stark turbulens för att vid disk klara hygienen. För detta krävs olika kompletterande utrustningar eller speciella funktioner. DeLaval använder t ex en Trombon som släpper in extra luft under diskfasen för att skapa turbulensen. Ett annat sätt är att under diskfasen höja vakuumnivån i anläggningen över den för mjölkning normala. Det är också svårare att plocka ner och inspektera nya mjölkningssystem. I ny teknik kring mjölkning, kylning och lagring av mjölken används speciella utrustningar såsom platt- eller rörvärmeväxlare. Dessa har en stor yta för att för att uppnå en god kyleffekt men medför också förträngningar av mjölkflödet. Detta kan

57

utgöra en hygienisk risk då det sannolikt är svårare att upprätthålla ett turbulent flöde i hela utrustningen under diskfasen för att rengöringseffekten ska bli tillräckligt god. Extra kraftig turbulens skapas genom att släppa in luft under diskfasen antingen aktivt genom en ventil i t ex DeLavals Trombon eller passivt när vattnet tar slut i en mellanlagringsbehållare såsom i Hygienus C200. Stora mjölkningsanläggningar kan medföra att mjölkledningarna blir långa och har stor diameter. I mjölkledningar med en invändig diameter av 50 mm är det relativt lätt att upprätthålla turbulensen med hjälp av vakuumanläggningen. Är det då ett uppbundet stall med högt liggande mjölkledning är vakuumförlusten mellan 5-10 kPa för att lyfta mjölken från spenkoppscentralen till mjölkledningen varför vakuumnivån ligger på 48-50 kPa. Då vakuumförlusten är mindre i mjölkgropar med lågt liggande mjölkledningar har man reducerat vakuumet i vakuumanläggningen till 44-46 kPa för att skydda kornas spenspetsar under mjölkningsfasen. I större mjölknings-anläggningar med en grövre diameter är vakuumpumparnas kapacitet inte ett problem för mjölkningen. Men diskningen kan kräva att vakuumanläggningen har en hög reservkapacitet, men kan även kräva t.ex. en trombon, för att upprätthålla turbulensen I vissa mjölkningssystem är kravet på luftinsläpp för att skapa turbulens större än i andra anläggningar varför man ökar vakuumnivån under diskfasen till ett högre vakuum på mellan 50-55 kPa för att få en tillräckligt hög reservkapacitet. Vid behov har det tidigare varit relativt lätt att demontera mjölkledningar och kringutrustningar men detta blir mer komplicerat med större anläggningar som även är utrustade med nyare teknik både vad gäller konstruktion och elektriskt styrda mjölkventiler. Man bör vara väl bevandrad med hur demontering och återmontering ska ske utan att skada utrustningen.

Kontroll av disktemperatur m.m.

I nyare anläggningar finns det temperaturgivare som kan ge en bra information om hur hög disk- och sköljtemperaturen är. Om serviceteknikern förbrukar stora mängder varmvatten under service av mjölkningsanläggningen är risken stor att diskvattnet vid provkörning direkt efter en service inte håller den normala temperaturen i de olika diskfaserna. Det kan i sådana fall inträffa att servicemannen avstår från att notera en temperatur som avviker betydligt från den förväntade temperaturen vid provkörning, trots att kontroll av disktemperatur bör ingå enligt firmornas instruktioner. Mjölkproducenten bör därför regelbundet göra noteringar av diskfasernas temperaturer under en normal disk.

Temperaturer vid sköljning och disk

På nyare mjölkningsanläggningar loggas ofta disktemperaturernas min- och maxvärden i datorernas managementprogram. I äldre anläggningar finns inte denna möjlighet eller så kan känselkroppen vara trasig, men det är enkelt och ger ofta värdefull information att vid ett rådgivningsbesök att mäta temperaturen under diskens olika faser. Detta kräver att man kör disken när rådgivaren är på plats och att detta görs under normala förhållanden så att man kan notera eventuella andra källor till förbrukning av varmvatten.

58

Servicepersonalen ska på flera företags inrådan fylla i disktemperaturen i samband med en ISO-service av anläggningen. Ofta använder serviceteknikern väldigt mycket varmvatten under själva servicen och rengöringsmomentet varför varmvattnet till stor del är förbrukat när teknikern kör en disk som avslutning på servicen. I de flesta fall är då en temperaturangivelse missvisande eller helt felaktig varför serviceteknikerna inte fyller i en temperatur under huvuddisken om temperaturen är väldigt låg t ex <40-50oC och att serviceteknikern antar att den normalt ligger betydligt högre. Detta betonar vikten av att mjölkproducenten regelbundet kontrollerar diskfasernas temperatur under en normal disk.

Kontrollpunkter.

Man kan även kontrollera vattennivåer, förväntad diskmedelsåtgång, tiden för diskfaserna, samt att lyssna mot tanken och kontrollera att disksnurrorna går och att vattenpropparna förflyttar sig på ett sätt normalt i mjölkningsanläggningen. I alla typer av mjölkningsanläggningar kan man snabbt få en uppfattning om disken fungerar genom att med fingret känna efter i spengummikragen. Om man känner att spengummit är halt beror det oftast på att disken inte fungerat på avsett sätt.

Behov av diskvatten

Det finns varmvattenberedare som är anpassade för lantbruksmiljön. Dessa kan vanligen leverera ett hetvatten med en temperatur på 90-95oC som går direkt till diskautomaten. Detta till skillnad från konsumentberedare som vanligen endast kan ställas in på en max temperatur på 80oC. De saknar oftast ett hetvattenuttag utan allt vatten går oftast via en säkerhetsshunt som levererar ett varmvatten på max 55oC för att minimera skållningsrisken i ett hushåll. Detta är inte tillräckligt för gårdsdisk. Avkylningen med rostfria rör är relativt kraftig. Även en max temperatur på 80oC i varmvattenberedaren är oftast otillräckligt för att kunna leverera större mängder varmvatten med minst 70oC som krävs för att erhålla en tillräcklig disktemperatur (över 60oC) under en tillräckligt lång diskfas. För att motverka avkylningen är det viktigt att isolera mjölkledningarna, framför allt om de är av rostfritt. Lantbruksberedare finns vanligen i en version som tål hårt och/eller korrosivt vatten till skillnad från vanliga konsumentberedare. DeLaval anger en generell vägledning för beräkning av behovet av diskvatten per diskfas för en konventionell mjölkningsanläggning. Dessa är 2,5 l per organ, 10-25 l för luftavskiljare beroende på storleken, 0,3 l per meter ledning med 34 mm diameter, 0,5 l per meter för 50 mm, 0,6 l per meter för 60 mm. Mjölkledningar som är grövre än 60 mm kräver ofta annan teknik för att upprätthålla turbulens under disken. I den danska rapporten FarmTest nr 61 2009 kan man läsa ut att det åtgår ca 250 liter total mängd diskvatten per dygn för försköljning, huvuddisk och eftersköljning per robotenhet i enkelrobot. Robotarna diskar enligt 3 stegs-principen på motsvarande sätt som de diskas i Sverige. Varmvattenberedare anpassade för lantbruket finns i två versioner. Den enklare versionen fungerar bra om vattnet har en bra kvalitet. Är vattnet kalkrikt och/eller korrosivt krävs en mer robust värmare om den ska kunna hålla en tillfredsställande värmeöverföring under en längre tid. En vanlig beredare har en värmare som sitter

59

direkt inne i vattnet som ska värmas. När vattnet är hårt eller korrosivt håller inte värmeelementet så länge. Värmeelementet kan skyddas på olika sätt. I DeLavals dubbelberedare sitter värmeelementet i en intilliggande mindre vattentank där värmaren värmer en vattenvolym som inte byts ut kontinuerligt. Vattnet ligger som en mantel runt den andra större vattentanken som fungerar som en genomströmningsdel. Värmen transporteras genom manteln över till vattnet i den intilliggande vattentanken. I METROs varmvattenberedare sitter värmeelementet i ett skyddsrör där luften värms upp och transporterar värmen till den intilliggande vattentanken genom ett keramiskt ytterhölje. De vattenberedare som är anpassade för villor eller applikationer där vattentemperaturen kan variera en del utan att störa användningen nämnvärt är något enklare och har ofta en maxtemperatur på 80oC. Varmvattenberedaren kan även vara försedd med ett varmvattenuttag som alltid shuntas ner till under 55°C för att minska risken för brännskador på personer. Varmvattenberedare för lantbruksdrift är något robustare och har en maxtemperatur på 90-95oC vilket gör att det finns betydligt mer riktigt varmt varmvatten att ta ut i samma beredarstorlek. För att kunna hålla en hög temperatur under en längre uttagstid såsom under disken kräver de flesta mjölkningsanläggningar att temperaturen på ingående varmvatten inte går under 80oC. I en varmvattenberedare där temperaturen vid hetvattenuttaget är 95oC jämfört med en beredare med starttemperatur på 80oC finns det större möjlighet att få ut tillräcklig volym varmt vatten. Varmvattenberedare bygger på att varmt vatten stiger uppåt i tanken och att det bildas skikt av olika temperaturer i varmvattenberedaren i samband med uttag. Kallvattnet strömmar in med samma mängd som uttaget av hetvatten är och ett stort uttag på kort tid d.v.s. hur snabbt kallvattnet strömmar in i beredare påverkar omblandningen av temperaturskikten. Det finns enligt leverantörerna av olika varmvattenberedare ingen standard eller testmetod för att uppskatta eller beräkna hur mycket varmvatten som kan användas i samband med en disk. Mängden hetvatten som kan tas ut beror på hur väl de olika temperaturskikten kan hållas isär och detta beror på flera saker såsom hur många uttag som görs under kort tid som i en diskfas, hur stort varje uttag är, hur snabbt uttaget sker och vilken temperatur ingående ”kallvattnet” håller. En mindre beredare blandas om mer än en stor beredare vid ett motsvarande uttag i liter i den mindre beredaren, varvid temperaturen i hetvattenuttaget logiskt sjunker snabbare i den mindre beredaren. Det är svårt att beräkna storleksbehovet på en varmvattenberedare som är kopplad till många olika anläggningar och används till många tappställen. Totalkostnaden är sannolikt lägre med färre och större varmvattenberedare men det kan i många fall vara berättigat att använda flera mindre beredare som är avpassade till en viss användning eller viss diskutrustning. Långa varmvattenledningar från beredare till slutanvändning kan ge stora värmeförluster under transport eller vänteläge i ledningarna och i dessa fall kan flera varmvattenberedare som sitter närmare slutanvändningen vara att föredra. Viktigt är att isolera både korta men framför allt långa varmvattenledningar för att säkra att temperaturen hålls speciellt under vinterperioden och om ledningarna är dragna i kalla utrymmen.

60

Framtida utvecklings/förbättringsmöjligheter. Värmeåtervinning/Energieffektivisering

Energiåtgången för att kyla mjölken kan halveras från 20-25 kWh per ton mjölk till 10-12k Wh per ton mjölk. Med modern teknik bestående av en kombination av värmeväxlare och värmepumpar kan värmen i mjölken användas för att minska energiåtgången av direktverkande el för uppvärmning av varmvatten. Det är på de flesta gårdar möjligt att till en mindre kostnad ordna med enklare tekniska system så att man kan spara upp till 5 kWh per ton mjölk vilket motsvarar i storleksordningen 20% av energiåtgången för en normal kylning av ett ton mjölk.

Det finns en stor potential att minska andelen av mjölkgårdens energianvändning som uppvärmningen av diskvattnet utgör. I Danmark har man gjort beräkningar som visar att energianvändningen som mest kan halveras. Detta genom att utnyttja det värmeöverskott som nedkylningen av mjölken genererar.

För att kyla mjölken från 35oC ner till 4oC i en traditionell kylkompressor åtgår en energiförbrukning på i storleksordningen 20-25 kWh per ton mjölk. (Hadders, G. 2004) Om man har förkylning av mjölken där det uppvärmda kylvattnet används som ingående vatten till varmvattenberedaren kan man minska energiåtgången betydligt. För detta används värmepumpar för att utnyttja värmen i mjölken under kylprocessen och ingående vatten till varmvattenberedaren kan på detta sätt höjas till i ca 45oC. Med en traditionell elpatron värms sedan vattnet till 80-90oC och används som hetvatten till diskautomaten. Det är även möjligt att höja det 45-gradiga vattnet i första steget med en högtrycks värmepump (t ex scrollerpump) till 55-60oC innan sluttemperaturen på 80-90oC säkerställs med direktverkande el. Genom att utnyttja tillgänglig teknik kan energiförbrukningen minskas till 10-12 kWh per ton mjölk.

Även med enklare och mindre kostsamma lösningar för värmeåtervinning är det relativt lätt att med förkylning spara runt 5 kWh per ton mjölk för flertalet mjölkproducenter. Förkylning av mjölken från 35 till 20˚C kan göras till en låg kostnad genom att utnyttja det kalla dricksvattnet till mjölkkorna som kylmedia i en värmeväxlare (Kromann, H. 2010).

I redan existerande system kan man minska energiåtgången i disksystemet genom att isolera tankar och rör, för att på så sätt minska värmeförlusterna under diskprocessen. Genom att isolera varmvattentanken har engelska försök visat att energianvändningen kan minska med upp till 30%, beroende på val av isolering (Dunn et al. 2010).

Referenser

Hadders, G. (2004). Minska elanvändningen, SLA

Kromann, H.( 2010). KvaegNyt nr 12, 2010.

Dunn et al. (2010) Energy + efficiency. Renewable energy and energy efficiency

61

options for UK dairy farms. http://www.afmp.co.uk/C12571CA003C020A/AllGraphics/AWAE84ANFS/$FILE/MorrisonsrenewableenergyreportFINAL.pdf

62

Bilaga 8. Energiåtgång och kemikalier – påverkan

miljö och hälsa

Regelverk för hantering och bedömning av kemikalier

Anna Widell

Kemikalier kan ha inneboende egenskaper som påverkar miljö och hälsa. Bra Kemråd är ett system för att bedöma och godkänna kemikalier som ska användas inom mjölksektorn antingen på gården eller i mejeriet, utifrån miljö- och hälsoegenskaper. Enligt Bra Kemråds kriterier får inte klorerande ämnen, t.ex. natriumhypoklorit ingå i produkterna. Klor är mycket reaktivt och kan reagera med organiska ämnen och bilda nya miljö- och hälsoskadliga ämnen.

Fosfater kan ingå i rengöringsmedel. Förbud mot fosfater i tvättmedel för konsumenter har införts och kommer att införas även för maskindiskmedel under 2011 eftersom fosfater fungerar som gödningsämne för alger och växter i sjöar och vattendrag. För en gård som diskar sin anläggning med fosfatinnehållande diskmedel är bidraget av fosfor från diskmedel en mycket liten del jämfört med den mängd fosfor som kommer från djuren.

Kemiska ämnen och produkter kan ha inneboende egenskaper som gör att de kan vara farliga för människor och miljö. Kemikalieområdet är därför reglerat i lagstiftningen. Det finns en EU-förordning REACH (1907/2006), som handlar om registrering, utvärdering, tillståndsprövning och begränsning av kemiska ämnen. Enligt förordningen ska ett kemiskt ämne registreras hos den Europeiska kemikaliemyndigheten Echa innan det får tillverkas eller säljas inom EU. Tillverkare och importörer ska bedöma riskerna med de ämnen som ska säljas och vilka åtgärder som behövs för en säker hantering. Delar av REACH-lagstiftningen trädde i kraft 2007 och 2018 gäller alla regler fullt ut. Kemikalierna ska bedömas utifrån ett antal kriterier och klassificeras därefter i olika farokategorier. Farorna är indelade i fysikaliska faror, t.ex. explosiva eller brandfarliga ämnen, miljöfaror eller hälsofaror, t.ex. frätande eller cancerframkallande. Kriterierna finns i Kemikalieinspektionens föreskrifter om klassificering och märkning av kemiska produkter (KIFS 2005:7). Vanligt förekommande klassificeringar för rengöringsmedel är frätande eller irriterande. Medel som innehåller klor, t.ex. natriumhypoklorit kan även klassificeras som miljöfarliga. Till farokategorin finns också riskfraser. En fullständig lista över risk- och skyddsfraser finns bilaga 12, i anslutning till beskrivningen av klassificeringen av olika diskmedel. I januari 2009 började en ny förordning om klassificering, märkning och förpackning av kemiska ämnen och beredningar att gälla (EG nr 1272/2008). Under en övergångsperiod kommer två system för klassificering att finnas parallellt. Exempelvis klassificeras natriumhypoklorit som frätande och miljöfarlig med riskfraserna R34 Frätande R31 Utvecklar giftig gas i kontakt med syra R50 Mycket giftigt för vattenlevande organismer Enligt det nya systemet klassificeras samma ämne som

63

Frätande på huden farokategori 1B Farligt för vattenmiljön akut fara, farokategori akut 1.

Enligt den nya klassificeringssystemet ska natriumhypoklorit märkas med ovanstående faropiktogram, som står för frätande och miljöfarligt.

Bra Kemråd

För drygt tio år sedan bildade Sveriges mejeriföreningar tillsammans med Svensk Mjölk ett branschgemensamt kemikalieråd för att kunna samarbeta kring gemensamma kemikaliefrågor. En utgångspunkt i kemikaliearbetet var att kemikaliehanteringen i svensk mjölkproduktion ska ske med stor miljöhänsyn. Kemikalierådet tog fram kriterier för miljöbedömning av de kemikalier som används i mjölkproduktionens olika delar. Leverantörer ansöker om godkännande och får sina kemiska produkter bedömda av en oberoende tredje part. De produkter som uppfyller de fastställda kriterierna publiceras på en webbsida. Bra kemråd är alltså en vägledning till mejerier och mjölkproducenter när de ska köpa in t.ex. rengöringsmedel. En utgångspunkt för Bra kemråds kriterier är Kemikalieinspektionens prioriteringsguide för utfasnings- och riskminskningsämnen. Utfasningsämnen enligt Kemikalieinspektionen är ämnen som är:

CMR (cancerogena, mutagena eller reproduktionsstörande), kategori 1 och 2 PBT/vPvB (persistenta, bioackumulerande och toxiska/mycket persistenta och

mycket bioackumulerande) Särskilt farliga metaller (kvicksilver, kadmium, bly och deras föreningar) Hormonstörande

Ozonnedbrytande Riskminskningsämnen

Mycket hög akut giftighet

Allergiframkallande Mutagen, kategori 3 Hög kronisk giftighet Potentiell PBT/vPvB Miljöfarligt, långtidseffekter Bra kemråd har krav och kriterier bl.a. för rengöringsmedel och desinfektionsmedel på gården. Kriterierna syftar till att skydda miljö och hälsa. De generella kriterierna finns i bilaga 12.

64

Klor

Generellt när det gäller desinfektionsmedel är natriumhypoklorit det enskilt största verksamma ämnet som används i Sverige (KemI hemsida 2011-04-21). Enligt Kemikalieinspektionens produktregister användes 81 ton natriumhypoklorit inom jordbruket år 2009 (uppgift hämtad ur Kemikalieinspektionens produktregister 2011-04-21).

Två vanliga ämnen i klorinnehållande rengöringsmedel för mjölkningsanläggningar är natriumhypoklorit och natriumdikloroisocyanurat. De ämnena är båda klassificerade som miljöfarliga med riskfraserna R50 (mycket giftig för vattenlevande organismer) respektive R50/53 (mycket giftig för vattenlevande organismer och kan orsaka skadliga långtidseffekter i vattenmiljön). Enligt Bra Kemråds allmänna kriterier godkänns inte klorerande ämnen.

Klor är mycket oxidativt och reaktivt. Klor kan reagera med både oorganiska och organiska ämnen. Det gör att man även måste bedöma risker med reaktionsprodukterna eftersom vissa klorerade ämnen kan ha inneboende egenskaper som är farliga för miljö och hälsa. Klor är ett effektivt desinfektionsmedel och det kan finnas tillfällen då det är motiverat att använda klorinnehållande medel, men eftersom det bildas ämnen som inte är bra för miljön ska denna användning begränsas.

Fosfater

Fosfat används i rengöringsmedel för att binda magnesium- och kalciumjoner. Dessa binder annars till de tensider som ska lösa upp smutsen och då förlorar tensiderna sin verkan. Fosfat hindrar även återsmutsning och kalkbeläggningar. Fosfater fungerar också som gödningsämne för alger och andra växter när tvättvatten släpps ut i sjöar och vattendrag. Tillväxten av växter kan bli så stor att den naturliga nedbrytningen inte hinner med och syrebrist uppstår, något som påverkar allt annat liv i vattnet. Fosfater i tvättmedel till konsumenter förbjöds därför i Sverige från 1 mars 2008. Från och med den 1 juli 2011 kommer innehållet av fosfater begränsas i maskindiskmedel. Det kommer inte att vara tillåtet att sälja eller överlåta fosfatinnehållande maskindiskmedel till konsumenter för enskilt bruk om den totala fosforhalten överstiger 0,5 procent. Båda förbuden gäller endast produkter till konsument. (KemI hemsida 2010-05-19).

Fosfor från diskmedel jämfört med fosforn från gödseln

Här följer ett exempel för en gård som har en mjölkrobot och 70 mjölkkor som ger 8 000 kg mjölk/år. Anläggningen diskas tre gånger per dygn med ett klorfritt diskmedel som innehåller ca 30 % natriumtripolyfosfat. Diskmedlet doseras för medelhårt vatten och det går åt ca 380 g diskmedel per disk. Det motsvarar ca 115 g natriumtripolyfosfat och det ger 30 g fosfor per disk. På ett år blir det 32 kg fosfor förutsatt att man diskar 3 gånger per dygn. Enligt Jordbruksverkets schablonsiffror över fosforflöden på en gård blir nettot för en ko som mjölkar 8000 kg mjölk per år ca 15,9 kg fosfor (Jordbruksverket 2011). För 70 kor blir det ca 1113 kg fosfor per år, vilket kan jämföras med 32 kg från diskmedel (2,8%).

65

Referenser

EG nr 1272/2008: Europaparlamentets och rådets förordning (EG) nr 1272/2008 av den 16 december 2008 om klassificering, märkning och förpackning av ämnen och blandningar, ändring och upphävande av direktiven 67/548/EEG och 1999/45/EG samt ändring av förordning (EG) nr 1907/2006.

Jordbruksverket (2011). Gödsel och miljö 2011– lagring och spridning av gödsel– höst- och vinterbevuxen mark.

KIFS 2005:7 Kemikalieinspektionens föreskrifter om klassificering och märkning av kemiska produkter.

REACH, Europaparlamentets och rådets förordning (EG) nr 1907/2006 om registrering, utvärdering, godkännande och begränsning av kemikalier.

System för återanvändning av disklösningar

Mats Gyllenswärd GEA Westfalia Envistar förrådsdisk använder sig av konduktivitetsmätning som en del i diskmedelsdoseringen. Sköljvattnet efter disken sparas till nästa disk då det används som första sköljvatten. Disklösningen används under 4-7 dygn med 2 diskar per dygn och antalet dygn beror av vattenkvaliteten. Grundinställningen vid bra vattenkvalitet är att man diskar 13 sura diskar som följs av en basisk disk. Efter 13 diskar töms disklösningen ut och en disk sker med alkalisk disk. Disklösningen bevaras mellan diskarna i en isolerad balja med lock vilket gör att disklösningen behåller en viss temperatur mellan diskarna och endast behöver värmas upp till rekommenderad disktemperatur, vanligen ca 85 oC. GEA anger inga värden på hur mycket man kan spara av vatten, diskmedel eller energi. Strangko / Boumatic har ett motsvarande system men här använder man fosforsyra som diskkemikalie och återanvänder disklösningen 100 ggr innan lösningen går i avloppet. En viss mindre vattenmängd motsvarande 5-10% av disklösningen byts ut vid varje disk och det är den första mängden disklösning som avskiljs och anledningen är att denna första disklösningen förmodas vara mest kontaminerad med restmjölk. Nytt hetvatten tillsätts för att höja disklösningens temperatur och vid behov höjs temperaturen med hjälp av en genomströmningsvärmare. Även en viss mängd diskmedel tillsätts vid varje disktillfälle. Strangko har beräknat att man minskat användningen av vatten med 70%, 44% av diskkemikalierna och 55% av energin.

66

Energianvändning och klimatpåverkan

Anna-Karin Modin Edman

Miljöbelastningen av olika energislag kan diskuteras utifrån många av de svenska miljömålen, t ex försurning, övergödning, giftfri miljö, säker strålmiljö. Den aspekt som är viktigast att beskriva i denna rapport är klimatpåverkan av elenergiproduktionen (tabell 1). Förnybar el är elenergi som produceras av förnybara energikällor såsom vind-, våg-, vatten- och solenergi samt biobränslen. Svensk energimix består till stora delar av kärnkraft och vattenkraft men också av fossila bränslen samt i mindre omfattning av förnybara energikällor. Den nordiska energimixen liknar den svenska medan den europeiska har en större andel kolbaserad elenergiproduktion, vilket gör att utsläppen av koldioxid per kWh är högre. Högst klimatpåverkan av alla redovisade energislag har det som kallas marginalel, vilket är den elenergi som kostar mest att producera och som därför produceras vid toppbelastning i systemet. Inom EU används ofta marginalel från kolkondenskraftverk. Tabell 1. Elenergins klimatpåverkan för olika typer av elproduktionsmetoder. (Statens energimyndighet 2008). Energislag Elenergins klimatpåverkan (g CO2/kWh)

Förnybar el ca 5 Svensk energimix 15-25 Nordisk energimix 75-100 Europeisk energimix ca 400 Marginalel ca 1000 En energikartläggning genomfördes 2008 av LRF Konsult och visade att energianvändningen för de 45 mjölkgårdar som undersöktes i medeltal var 0,15 kWh/kg mjölk. Dieseloljan utgjorde 0,03 kWh/kg och elenergin 0,12 kWh/kg av denna medelenergiförbrukning. Det innebär att en genomsnittlig mjölkgård, med en elenergiförbrukning om 0,12 kWh/kg mjölk, kan minska sin klimatpåverkan per kilo mjölk från 12 till 0,6 g CO2 genom att byta från nordisk energimix till förnybar energi. Klimatpåverkan av ett kilo svensk mjölk ligger kring 1 kg CO2-ekvivalenter om man tar med alla växthusgasutsläpp som skett i produktionen fram till dess att mjölken lämnar gården (Cederberg & Flysjö, 2004). Klimatpåverkan av 1 kg mjölk kan sättas i relation till utsläppen av växthusgaser per kilo produkt för andra livsmedel såsom morötter (0,04 kg CO2-ekvivalenter), tomater (0,5 kg CO2-ekvivalenter) eller nötkött (28 kg CO2-ekvivalenter per kilo) eller ca 5 kilometers bilkörande med en medelstor bil. Elenergiandelen utgör således en liten del av de totala utsläppen vid mjölkproduktion. Den elenergi som används för disk (0,01 – 0,02 kWh per kg mjölk) är i sin tur en liten del av den totala elenergianvändningen på mjölkgården. Dock är det självklart angeläget att minska de växthusgasutsläpp som är tekniskt möjliga och minskad energiförbrukning betyder att kapacitet frigörs i energisystemet. Genom att utnyttja värmeöverskottet som genereras vid nedkylning av mjölken för uppvärmning av diskvatten kan man minska elenergiförbrukningen. Man kan då spara el. Genom korrekt värmeåtervinning som ger en vattentemperatur på 45°C sparar man ca 2/3 av energin för uppvärmning av disk- och sköljvatten. Dessutom sparar man energi för kylning av mjölken (se avsnitt ”Energieffektivisering” i bilaga 7 och bilaga 9).

67

Referenser:

Cederberg, C.& Flysjö, A. (2004). Life Cycle Inventory of 23 Dairy Farms in South-Western Sweden. SIK-rapport nr 728 2004. Neumann, L. (2009). Kartläggning av energianvändning på lantbruk 2008, Rapport Statens Energimyndighet. (2008). Koldioxidvärdering av energianvändning, vad kan du göra för klimatet? Underlagsrapport.

Miljöaspekter på vattenförsörjning

Anna-Karin Modin Edman

Tillgången på vatten är god i Sverige. Utsläppen av fosfor som förorsakas av diskning är försumbara jämfört med andra fosforkällor inom mjölkproduktionen. Inom EU finns ett Vattendirektiv som kräver att medlemsländerna ska ha en prispolitik på den värdefulla resursen vatten. Det betyder helt enkelt att det ska kosta att använda vatten både när det gäller kvantitet och kvalitet. Kvantitet avser den direkta användningen av vatten, t ex för disk, och kvalitet avser den indirekta användningen som sker om man använder yt- eller grundvatten för att släppa ut diskvattnet i och därmed förorenar vattnet. Tillgången på vatten är god i Sverige. En utredning, den så kallade Vattenprisutredningen (SOU 2010:17), fick i uppdrag att utreda om Sverige uppfyller Vattendirektivets krav på prispolitik för vatten. Utredningen konstaterade att Sverige uppfyller direktivets legala krav på prispolitik redan idag och förordar heller inga nya generella ekonomiska styrmedel. Dock anser utredningen att vattenkvaliteten kan och bör förbättras. Bland annat med avseende på övergödande ämnen. Utredningen förordar därför att tillgängliga medel inom den gemensamma jordbrukspolitiken bör kunna användas på ett mer kostnadseffektivt sätt för att uppnå en bättre vattenkvalitet. Jordbruksverket bör, enligt vattenprisutredningen, utreda vilka styrmedel som skulle vara effektiva. Naturvårdsverket har i uppdrag att utreda om ett system med utsläppsrätter, ett handelssystem, för kväve och fosfor skulle vara ett bra sätt att uppnå både förbättrad vattenkvalitet och kostnadseffektivitet. Vattenprisutredningen hänvisar därför till Naturvårdsverkets kommande utredning rörande just jordbrukets övergödande påverkan på vattenmiljön. Troligen kommer styrmedel att riktas mot gödselhantering och gödselspridning och påverkar inte diskning på gården specifikt. Eftersom den fosfor som tillförs mjölkgårdens totala fosforflöden är så marginell (se bilaga 8) bör vattenkvalitetsfrågor ur övergödningsperspektiv inte ha någon direkt inverkan på diskförfarandet på mjölkgårdar.

68

Bilaga 9. Kostnader för disk och dess miljöeffekter Inger Andersson

De rörliga kostnaderna för disk varierar beroende på gårdsstorlek och typ av mjölkningsanläggning. Den rörliga kostnaden för att höja disktemperaturen med 10°C är liten. Diskmedelskostnaderna kan öka väsentligt om man måste öka doseringen p.g.a. hög vattenhårdhet. Vid hårt vatten kan man överväga att installera ett avhärdningsfilter och minska kostnaden för diskmedel.

Betalningssystemen varierar mellan mejeriföretag och mellan länder. Med utgångspunkt från Arla Foods betalningssystem och data från Arla Foods Sverige kan det uppskattas att 13% av leverantörerna kunde tjäna 1 öre eller mer per kg (upp till 11 öre) mjölk i genomsnitt under året genom att se över diskrutinerna och därmed sänka bakterietalet.

Kostnader på gården

I tabellen nedan ges exempel på kostnader för diskning i några olika typer av anläggningar. Utförlig beskrivning av beräkningarna finns i bilaga 11. Förutsättningar: Konventionell anläggning diskas 2 ggr/ dygn och robot 3 ggr/dygn

Medelproduktion per ko är 30 kg/dag

Temperaturen för försköljning är 40 °C, disk 80 °C och eftersköljning sker med kallvatten. Ingen

underhållsvärme för disklösningen. Kallvattentemperaturen är 6 °C

Priset på vatten är 6 SEK/m3, priset på elenergi är 100 öre/kWh

Diskmedlets pris är 20 SEK/kg, densiteten är 120 g/dl och doseringen 0,5 dl/10L

Verkningsgrad vid uppvärmning av vatten i varmvattenberedare är 90%.

Tabell 1. Exempel på kostnader för disk i olika system på gårdar av olika storlek.

Typ av anläggning Uppb. Uppb. grop grop grop robot robot robot

Antal kor: 30 60 60 120 240 60 120 240

Tankstorlek (1000 L) 2 5 5 9 18 5 9 18

Driftskostnader

öre/kg mj. 3,4 3,8 2,1 1,6 1,3 2,8 3,2 3,0

vatten 0,2 0,2 0,1 0,1 0,1 0,2 0,2 0,2

värmning av vatten 1,7 1,9 1,1 0,8 0,7 1,4 1,6 1,5

diskmedel 1,5 1,7 0,9 0,7 0,6 1,2 1,4 1,3

Förändring av diskparametrar, vad händer med diskkostnaden (öre per kg mjölk)?

Disk, ökad temp 90°C

(+10°C) 0,16 0,18 0,10 0,07 0,06 0,13 0,15 0,14

Ingående temp 17°C -0,34 -0,38 -0,21 -0,16 -0,13 -0,28 -0,33 -0,31

Ingående temp 45°C -1,22 -1,35 -0,74 -0,58 -0,48 -1,00 -1,17 -1,11

Dosering, hårt vatten

(dl/10 l) 0,75 0,75 0,83 0,47 0,35 0,28 0,63 0,70 0,66

Vi kan konstatera följande: De största posterna är diskmedel samt elenergi för värmning av vatten.

69

Diskkostnaden per kg mjölk är större i uppbundna besättningar och robot än i besättningar med mjölkgrop.

För besättningar med mjölkgrop minskar kostnaden då storleken på besättning ökar.

De sista raderna i tabellen illustrerar vad som händer om man ändrar några parametrar, en i taget. Det kostar 0,1-0,2 öre per kg mjölk att öka disktemperaturen 10°C.

En enkel värmeåtervinning (kylning av mjölk med brunnsvatten genom värmeväxlare och höjning av temperaturen på ingående kallvatten till varmvattenberedaren till 17°C) sparar 0,15-0,35 öre per kg mjölk.

Mer avancerad värmeåtervinning med återvinning av värme från kylkompressorn och höjning av ingående kallvatten till beredaren till 45°C sparar 0,5-1,3 öre per kg mjölk.

Ökad diskmedelsdosering (t.ex. vid hårt vatten) kostar 0,3-0,8 öre per kg mjölk. I tabellen ovan ingår inte kostnader för att bortskaffa avloppet från disken. Om avloppet går till gödselbrunnen kan man behöva räkna med en ökad kostnad för gödselspridning. Kostnaden för spridning varierar beroende på omständigheterna men kan vara runt 25 kronor per kubikmeter (Malgeryd et. al. uppskattade kostnaden till 20 kronor per kubikmeter 2002). I de olika fallen ovan skulle i så fall kostnaden bli 0,5-1,3 öre per kg mjölk (tabell 1b). Å andra sidan kan en utspädning av gödseln behövas och omhändertagande av diskavloppet utgör då ingen extra kostnad. Tabell 1b. Exempel på kostnader för undanskaffande av avloppsvatten genom gödselspridning.

Typ av anläggning Uppb. Uppb. grop grop grop robot robot robot

Antal kor: 30 60 60 120 240 60 120 240

Spridning av flytgödsel 1.3 1.3 1.1 0.7 0.5 0.9 1.1 1.0

I de fall man kyler tanken med isvatten i manteln som inte töms ut före disk, går det åt extra energi för att värma upp isvattnet vid tankdisk. För värmning av 40 kg isvatten från 0 till 60°C åtgår 3,1 kWh om verkningsgraden är 90%. Med ett elpris på 100 öre per kWh innebär det 310 öre per tankdiskning. För en exempelbesättning med 60 kor innebär det om mjölken hämtas varannan dag 0,09 öre per kg mjölk och för en besättning med 120 kor innebär det 0,04 öre per kg mjölk (se även bilaga 11). Den rörliga kostnaden för att höja disktemperaturen med 10°C är alltså liten förutsatt att varmvattenberedarens kapacitet räcker till. Avhärdning av vattnet kan spara diskmedel om man har hårt vatten, men kräver en investering i vattenfilter och kostnader för salt och service. Nedan görs en uppskattning av kostnaden om man investerar i en ny varmvattenberedare respektive avhärdningutrustning. Ny varmvatten-beredare kostar 15 000 SEK Avskrivning 10 år, 1500:- per år ränta 5% =750 kr / år Totalt 2 250 SEK per år Före en gård med 60 kor innebär detta 0,34 öre per kg mjölk, för en gård med 120 kor blir det 0,17 och för en gård med 240 kor 0,09 öre/kg mjölk. Avhärdningsfilter kostar 15 000 SEK

70

Avskrivning 10 år, 1 500 SEK per år Ränta 5% =750 kr / år Service och underhåll: 1 000 SEK per år Totalt 3 250 SEK per år Före en gård med 60 kor innebär detta 0,49 öre per kg mjölk, för en gård med 120 kor blir det 0,25 och för en gård med 240 kor 0,12 öre/kg mjölk. Tabell 2. Kostnad per kg mjölk i olika system vid investering i varmvattenberedare eller avhärdningsutrustning

typ av anläggning Uppb. Uppb. grop grop grop robot robot robot

Antal kor: 30 60 60 120 240 60 120 240

Fast kostnad (öre per kg mjölk)

sa kostn. vv-beredare 0,68 0,34 0,34 0,17 0,09 0,34 0,17 0,09

sa kostn. avhärdn. 0,98 0,49 0,49 0,25 0,12 0,49 0,25 0,12

Betalningssystemen

Analys av totalantal bakterier föreskrivs i EUs hygienförordning och ingår i mejeriföretagens kvalitetsbetalningssystem. I Skånemejeriers kvalitetsbetalningssystem ingår dessutom regelbunden analys av termoresistenta bakterier fyra gånger per år. Betalningssystemen i de nordiska länderna sammanfattas i tabell 3. Tabell 3. Betalningssystem för bakterietal i de nordiska länderna (NMSM 2009)

Arla Foods Finland Norge Island

Geom mv 2 mån

Geom mv 2 mån

Klass 1 pr. 2 veckor

2 pr. mån

2 pr. mån

4 pr. mån

1e

<30' +1% <50'Π+2,0+0,5

cent

< 20' + 6,5 % <19' +1,00 kr

1

31'-50' 0 50'-100' 0 20' - 30' 0 19'-84' 0

2

51'-200' -4% >100' -30 cent 31'-50' -(2--

20)%

84' - 100' -4%

3

>200' -10% > 50' -(4--

40)%

100'-230' -9%

4

>230' -15%

Resultatet sammanvägs med celltalet. Sämsta resultat gäller.

Kvalitetstillägg betalas bara om mjölken uppfyller kraven för elitmjölk för alla kvalitetsparametrar

När alla andra analyser för celltal är i 1. klasse elite och alla andra analyser är i 1. klass.

Avdragen ökar vid upprepning

Utfall av kvalitetsbetalning

För att illustrera betydelsen av kvalitetsbetalningen valdes Arla Foods betalningssystem som exempel. Medelvärdet av kvalitetsbetalningen för bakterietal beräknades för varje leverantör under året 2009. Leverantörerna grupperades efter geometriskt medelvärde av bakterietal under året (se bilaga 1) och genomsnittliga

71

betalningen inom respektive grupp beräknades. Resultatet illustreras i figur 1. (Det är samma diagram som figur 5, bilaga 1 kompletterat med betalningsmedelvärdet på x-axeln). Med utgångspunkt från Arla Foods betalningssystem och data från ArlaFoods i Sverige kan det uppskattas att 13% av leverantörerna skulle kunna inbespara 1 öre eller mer (upp till 11 öre) per kg mjölk i genomsnitt under året genom att se över diskrutinerna. Detta ska jämföras med kostnader för olika åtgärder i föregående kapitel.

Figur 1. Arla Foods 2009. Leverantörer grupperade efter geometriskt medelvärde av bakterietal under året. Nedre raden i figuren visar genomsnittligt pristillägg/avdrag som resultat av bakterienivån.

Effekter/kostnader för mejeriet

Anders Christiansson Vid dagens nivå på totalantalet bakterier i mjölk hos majoriteten av de svenska leverantörerna har inte bakteriehalten någon generell inverkan på mjölkprodukternas kvalitet. Effekter av den bakteriologiska kvalitén på tankmjölken kan ses först om halten överstiger mer än en miljon/ml i silomjölk. Detta är idag sällsynt. Däremot kan de sporbildande bakterierna Clostridium tyrobutyricum respektive Bacillus cereus begränsa hållbarheten och kvaliteten hos ost och konsumtionsmjölk eftersom deras sporer överlever pastörisering och bakterierna kan föröka sig i produkterna. Dessa bakteriegrupper värderas inte i denna rapport. För clostridier har en systemanalys med kostnader i alla led genomförts tidigare (Andersson m.fl. 2008). Termoresistenta bakterier kan ge produktproblem dels genom att de finns i för hög halt i mjölkråvaran d.v.s. på grund av kundkrav (mjölkpulver och industrimjölk), dels genom att vissa termoresistenta bakterier kan förökas upp i mejeriprocesserna (ost och termofila sporbildare i mjölkpulver) och då kan påverka produktens kvalitet eller mikrobiologiska kundkrav.

72

För att få en uppfattning om effekterna av termoresistenta bakterier på mejeriprodukterna och kostnader för detta har ett tiotal personer vid mejeriföretagen intervjuats. I huvudsak rör det sig om kvalitets- och laboratorieansvarig personal. Det allmänna intrycket är att det inte finns en sammanhållen bild av effekten av termoresistenta bakterier. Sannolikt beror detta på att det är svårt att avgränsa vad som orsakats av termoresistenta bakterier och vad som har andra eller indirekta orsaker. Vad gäller termoresistenta bakterier och mjölkpulver så är svårigheterna begränsade till s.k. low heat pulver, där mjölken lågpastöriseras. Vid högre värmebehandlingar (medium heat och high heat) avdödas flertalet av de termoresistenta bakterierna i värmebehandlingen och påverkar då inte produkternas kvalitet. Det är dock klart att förekomsten av termoresistenta bakterier i mjölken begränsar företagens förmåga att producera vissa mjölkpulverkvaliteter med höga bakteriologiska krav (t.ex. 1000-5000 bakterier/gram pulver, jämför simulerad halt i silotank bilaga 1 figur 8). Kostnader på grund av detta har varit svåra att kvantifiera, eftersom förutsättningarna varierar mellan företagen och produktsortimenten och kundernas krav. Pulver som inte håller önskad kvalitet kan ha alternativ användning till annan kund. Det är möjligt att reducera bakteriehalten genom mikrofiltrering (bactocatch-behandling) eller baktofugering av mjölken (med 95-99,5%). Kostnaden för detta är cirka 3 öre/kg mjölk för bactobacatchbehandling och cirka 2 öre för dubbelbaktofugering (Andersson m.fl. 2008). Andra produkter där mjölkråvarans halt av termoresistenta bakterier kan begränsa användbarheten är industrimjölk. Kundkraven kan vara olika. Ett företag har haft svårigheter med kundkrav och har infört betalningssystem för leverantörmjölk. Detta har resulterat i en nivåsänkning i den genomsnittliga halten som gör att kraven numera kan uppfyllas. Andra företag har inte lika höga krav och upplever därför inte bakterietalet i industrimjölk som problematiskt. I de fall det sker en uppförökning i mejeriprocesserna så är det endast en bråkdel av de termoresistenta bakterierna i råvaran som står för detta. Vad gäller körtider för pastörer i samband med osttillverkning upplevs oavsett företag att den begränsas av bakterietillväxt ofta efter 8-10 timmar med viss variation mellan driftplatser. Det är svårt att kvantifiera kostnaden för defekt ost eftersom texturfel och smakfel i ost kan ha många andra orsaker än termoresistenta bakterier. Det skulle dock vara fördelaktigt om driftstiderna kunde ökas. Men många ysterier använder idag mikrofiltrering och upplever ändå begränsningar i körtider. Den uppförökning av Str. thermophilus som sker i pastören leder till expontiellt ökande halter i ystmjölken. När väl halten nått 100 000 per ml så sker ytterligare ökning mycket snabbt, ytterligare en 10-faldig ökning sker troligen på någon eller några timmar. Men ökningstakten beror på den tekniska utrustningens konstruktion, bl.a. graden av regenerativverkan, förekomst av mikrofiltrering, samt halten Str. thermophilus i den inkommande mjölken. Den kan därför inte generaliseras. Det krävs en ingående mikrobiologisk undersökning vid respektive anläggning för att bedöma om åtgärder i mjölkråvaran på gårdarna kan leda till längre körtider för pastören. Åtgärder på gården för att minska halten i råvaran kan dock knappast förväntas överstiga en reduktion i halt med 90% på silonivå (jämför simulerad halt termoresistenta bakterier i silomjölk, figur 8, bilaga 1). Detta innebär en förlängd körtid för pastören som motsvarar tiden för ökning av halten i mjölken med en faktor 10 förutsatt att allt annat är konstant.

73

Termofila sporbildare kan förökas i indunstarsteget vid mjölkpulvertillverkning. I processen finns temperaturer som gynnar sporgroning, tillväxt och sporulering, vilket ibland leder till att pulvret kommer att innehålla sporer av termofila bakterier. Kriterier för termofila sporer ingår ibland i kundspecifikationer och kan vara svåra att uppfylla om uppförökning sker. Processen måste då avbrytas för diskning. Halterna av termofila sporer i mjölkråvaran är okänd, men sannolikt låg. Det är inte sannolikt att generella åtgärder för att minska halten termoresistenta bakterier i råvaran leder till förändringar vad gäller termofila sporbildare. Vid tillverkning av vassleproteinkoncentrat kan såväl råvarans halt av termoresistenta bakterier som tillväxt i processen påverka slutprodukten. Om mjölkråvaran mikrofiltreras ökas möjligheterna att producera en produkt som uppfyller kraven från kunderna. Termoresistenta bakterier ger dock inga generella hållbarhetsproblem i andra produkter, såsom k-mjölk, filprodukter eller smör, i de halter som finns i råvaran. De tillväxer t.ex. inte alls eller mycket långsamt i konsumtionsmjölk. Det har således inte varit möjligt att göra en ekonomisk värdering av effekterna av termoresistenta bakterier på mejeriprodukter. En sådan värdering kan endast göras på lokal nivå för respektive företag och bör innefatta en värdering av mjölkråvarans kvalitet i ett framtida riskperspektiv. En fortsatt ökning av halten termoresistenta bakterier bör begränsas. Ett lämpligt verktyg för övergripande övervakning av trender kan vara att analysera termoresistenta bakterier på silonivå på företagen.

Energieffektivisering

Anna-Karin Modin Edman Det finns en stor potential att minska den andel av mjölkgårdens energianvändning som uppvärmningen av diskvattnet utgör se Bilaga 7. I redan existerande system kan man minska energianvändningen i disksystemet genom att isolera tankar och rör, för att på så sätt minska värmeförlusterna under diskprocessen. Genom att isolera varmvattentanken har engelska försök visat att energianvändningen kan minska med upp till 30%, beroende på val av isolering (Dunn et al. 2010).

Kostnad för miljömärkt el

Pristillägget för miljömärkt el, så kallat Bra Miljöval, rör sig om runt 1,5 - 2 öre per kWh, som läggs på det ordinarie elpriset. Det rör sig om en merkostnad på ungefär 1-2 % beroende på elavtal.

Egen energiproduktion

Biogasproduktion från stallgödsel, skörderester och grödor leder till utsläppsminskningar, särskilt om biogasen används för att ersätta konventionella fossila fordonsbränslen. Då minskar utsläppen med upp till 148 procent (Börjesson m fl. 2010). En solklar klimatnytta med andra ord. Lönsamheten i biogasproduktion från stallgödsel är fortfarande osäker och beror på många faktorer. Dels vad biogasen ersätter för typ av energi och prisdifferensen dem emellan, storleken på anläggningen och statliga subventioner som elcertifikat och investeringsstöd. Det är därför svårt att

74

säga något generellt om lönsamheten i användningen av egenproducerad värme och/eller el från en biogasanläggning för mjölkgårdens diskning. En studie från JTI (Institutet för jordbruks- och miljöteknik) 2008 visade att en liten biogasanläggning som enbart rötar gödsel för värmeproduktion inte är ekonomiskt lönsam (Edström mfl 2008). Inte ens en större gårdsanläggning bedömdes som lönsam i studien. Produktionskostnaden för rågasen från en liten gårdsanläggning beräknades till 940 öre/kWh medan den var 350 öre/kWh för den stora. Denna kostnad ska sedan delas av den värmen och el som produceras.

Referenser

Andersson, I., Christiansson, A., Nilsson, C, & Sundberg, M. (2008). Kostnader för att motverka försämrad ostkvalitet till följd av klostridiesporer – en systemanalys. Svensk Mjölk Forskning rapport 7071-I. Börjesson, P., Tufvesson, L. & Lantz, M., (2010) Livscykelanalys av svenska biodrivmedel. Institutionen för teknik och samhälle, Avdelningen för miljö- och energisystem, Lunds Tekniska Högskola, Lunds Universitet. Rapport nr 70, 2010. Edström, M., Jansson, L-E., Lantz, M. & Johansson, L-G., Nordberg, U., Nordberg, Å. (2008) Gårdsbaserad biogasproduktion. System, ekonomi och klimatpåverkan. JTI-Institutet för jordbruks- och miljöteknik. JTI-rapport Kretslopp & Avfall nr 42.

Malgeryd J, Karlsson S, Rodhe L & Salomon E. (2002). Stallgödsel – en resurs i ditt

företag. Skriften är framtagen av JTI – Institutet för jordbruks- och miljöteknik, Uppsala,

på uppdrag av SLA – Skogs- och lantarbetsgivareförbundet, Stockholm. NMSM (2009). Nordiske meieriorganisasjoners Samarbeidsutvalg for Mjølkekvalitetsarbeid. Årsrapport 2008/2009. SOU 2010:17. Prissatt vatten? Betänkande av vattenprisutredningen.

75

Bilaga 10: Exempel på några diskmedel på den

svenska marknaden och deras kemiska sammansättning

Anna Widell och Anders Christiansson

Produktnamn Företag Innehåll, ämnen Alkaliskt (A)/surt (S) Dosering Bra kemråd

Natriumdiklorisocyanurat

Natriumsilikat

Natriumkarbonat A

Natriumkarbonat

Natriumsilikat

Natriumdiklorisocyanurat

Fosfater

Alkoholalkoxylat (polymer) A

Natriumhydroxid

Natriumhypoklorit

Nonjonisk tensid

Organisk komplexbildare A

Natriumkarbonat

Alkoholalkoxylat (polymer)

Natriumsilikat

Natriumdiklorisocyanurat

Fosfater

Organiska komplexbildare A

Natriumhydroxid

Natriumhypoklorit A

Natriumkarbonat

Natriummetasilikat

Natriumhydroxid

Natriumperborat

Natriumperkarbonat

Nonjoniska tensider,

polykarboxylater A

Svavelsyra

Citronsyra

Alkoholetoxypropoxylat

(polymer)

Nonjoniska tensider S

Natriumhydroxid

Kaliumhydroxid

Alkoholetoxylat (polymer)

Nonjoniska tensider

(polykarboxylater) A

Natriumväte sulfat

Citronsyra

Natriumkarbonat

Blekmedel/aktivatorer

(natrium peroxidsulfat) S

Natriummetasilikat

Natriumpolyfosfat

Natriumkarbonat

Tensider

Proteinas

Fettalkoholalkoxylat,

polymer A

Natriumkarbonat

Natriumbisulfat

Citronsyra S

Fosforsyra

Svavelsyra S

Natriumkapryliminodipropi

onat

Natriumhydroxid A

Natriumkarbonat

Natriumtripolyfosfat

Natriummetasilikat

Natriumdikloroisocyanurat A

Syra 50 pulver Delaval Plurafac LF

Sulfaminsyra S

Natriumhydroxid

Natriumhypoklorit A

Hydroxyättiksyra

Svavelsyra S

Natriumhypoklorit

Natriumhydroxid A

Natriumhypoklorit

Natriumpolyfosfat

Kaliumhydroxid AUltra Delaval

0,5-1 dl per

10 L vatten

0,5-0,8 dl per

10 L vatten

Super (samma

som basix?) Delaval

Cid non P Delaval

0,5-0,8 dl per

10 L vatten

0,5-0,75 dl

per 10 L

Basix Delaval

Alkali 1+ Delaval

0,5-1 dl per

10 L vatten

Klorfri 25 Delaval

0,5 dl per 10

L vatten

0,5-0,8 dl per

10 L vattenCid (Cidmax?) Delaval

Delaval

Citrus

pulverdiskmedel

Asepto MT Ecolab

0,6-1,3 L per

100 L vatten

Asepto FL Ecolab

0,5-1,5 dl per

10 L vatten

Asepto P Ecolab

0,35-0,75 dl

per 10 L

vatten

2 L till 25-30

L vatten

Mip 3000 Ecolab

0,2-0,5 dl per

10 L vatten

Asepto

COMPACT

Asepto booster Ecolab

Ecolab

Dix 3000 Ecolab

0,3-0,75 dl

per 10 L

vatten

Horolith 3000 Ecolab

0,3-1,0 dl per

10 L vatten

Klorfritt pulver Delaval

0,5-0,7 dl per

10 L vatten

Citrolith 3000 Ecolab

0,3-0,5 dl per

10 L vatten

76

Förklaringar till tabellen – lite diskmedelskemi

Gul markering: diskmedel med klorföreningar. Grön markering diskmedel godkända i Bra Kemråd

Alkali:

Natriumhydroxid, Kalium hydroxid

Natriumkarbonat och natriumsilikat (fungerar även som kompexbildare)

Syra:

Svavelsyra, fosforsyra, sulfaminsyra, hydroxyättiksyra, natriumväte(bi)sulfat

Citronsyra (är även komplexbildare)

Tensider:

Alkoholalkoxylat (nonjonisk), alkoholetoxylat (nonjonisk), nonjoniska tensider, Plurafac LF (nonjonisk)

Komplexbildare:

Fosfater, natriumpolyfosfat, citronsyra, natriumsilikat/metasilikat, polykarboxylater

Oxidationsmedel:

Natriumdikloroisocyanurat, natriumhypoklorit, natriumperoborat, natriumperkarbonat

Kemi:

Tensider

R = opolär (hydrofob) kolvätekedja I P= polär(hydrofil) grupp Schematisk bild av en tensid

Anjonisk tensid natriumlaurylsulfonat

Nonjonisk tensid: alkoholetoxylat

77

Komplexbildare

Principen för komplexbildning; EDTA binder metalljon M Exempel på olika komplexbildare:

Natriumtripolyfosfat

Fosfonater ATMP HEDP

Hydroxysyra: Glukonsyra

Aminokarboxylsyror EDTA NTA

78

Polycarboxylater (polyakrylater) Polymerer av bl.a. akrylsyra m.fl. karboxylsyror med omättade bindningar, med molekylvikt upp till 5000-

79

Bilaga 11. Jämförelse av diskkostnader Inger Anderssson

Typ av anläggning

Upp-bundet

Upp-bundet grop grop grop robot robot robot

Antal kor:

30 60 60 120 240 60 120 240

Medelproduktion:

11 000 11 000 11 000 11 000 11 000 11 000 11 000 11 000

n robot

. . . . . 1 2 4

Tankstorlek

2 000 5 000 5 000 9 000 18 000 5 000 9 000 18 000

Mjölkledn. tot. längd m 54 103 37 50 64 . . .

Mjölkledn. inre diam. mm 50 60 60 60 70 . . .

Antal organ

4 8 12 18 24 . . .

Disk anläggn. ggr pr dag

2 2 2 2 2 3 3 3

mängd vatten per dag

323 713 389 601 980 525 1238 2340

Priset på vatten SEK/m3 6 6 6 6 6 6 6 6

försköljning L per dag 105 231 123 208 342 169 420 795

disk L per dag 113 250 142 208 342 188 420 795

eftersköljning L per dag 105 231 123 185 297 169 398 750

Försköljning temp

40 40 40 40 40 40 40 40

Disk, hett temp

80 80 80 80 80 80 80 80

eftersköljning temp

6 6 6 6 6 6 6 6

kallvatten temp

6 6 6 6 6 6 6 6

uppvärmning kWh/kg mj 0,017 0,019 0,011 0,008 0,007 0,014 0,016 0,015

Priset på elenergi öre/kWh: 100 100 100 100 100 100 100 100

Diskmedel Diskmedel pris SEK/kg 20 20 20 20 20 20 20 20

Diskmedel densitet g/dl 120 120 120 120 120 120 120 120

Diskmedel, dosering dl/10L 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5

Driftskostnader öre/kg mj. 3,4 3,8 2,1 1,6 1,3 2,8 3,2 3,0

vatten öre/kg mj. 0,2 0,2 0,1 0,1 0,1 0,2 0,2 0,2

värmning av vatten öre/kg mj. 1,7 1,9 1,1 0,8 0,7 1,4 1,6 1,5

diskmedel öre/kg mj. 1,5 1,7 0,9 0,7 0,6 1,2 1,4 1,3

Förändring av diskparametrar, hur förändras diskkostnaden?

Disk, vattentemp +10°C öre/kg mj. 0,16 0,18 0,10 0,07 0,06 0,13 0,15 0,14

Ingående temp 17°C öre/kg mj. -0,34 -0,38 -0,21 -0,16 -0,13 -0,28 -0,33 -0,31

Ingående temp 45°C öre/kg mj. -1,22 -1,35 -0,74 -0,58 -0,48 -1,00 -1,17 -1,11

Dosering, 0,75 (dl/10 l) öre/kg mj. 0,75 0,83 0,47 0,35 0,28 0,63 0,70 0,66

Förändring av diskparametrar, hur förändras energiåtgången?

Disk, vattentemp +10°C kWh/kg mj 0,002 0,002 0,001 0,001 0,001 0,001 0,002 0,001

Ingående temp 17°C kWh/kg mj -0,003 -0,004 -0,002 -0,002 -0,001 -0,003 -0,003 -0,003

Ingående temp 45°C kWh/kg mj -0,012 -0,013 -0,007 -0,006 -0,005 -0,010 -0,012 -0,011

80

Förutsättningar:

Mjölkledningens totala längd (m) uppbundet: antal kor*1.3+(15-25) grop: antal organ*1+(25-40) Mängd vatten per diskfas för anläggningen (l)

Konventionell anläggning: 0,3*ledningsvolym + 0.5 liter per organ + 15-40 liter för luftavskiljare,

robot: 50 liter per robot + vatten för mellanlagringstank

Mängd vatten per diskfas för tanken (l)

0,5-1,5% av tankens volym

två försköljningar vid tankstorlek > 5000 Uppvärmning av vatten verkningsgrad 90%

81

Bilaga 12. Bra Kemråds krav och kriterier bl.a. för

rengöringsmedel och desinfektionsmedel på gården

Anna Widell

Miljökrav på ingående ämnen

1.1 Ämne klassificerat som R 50/53, ”Mycket giftigt för vattenlevande organismer, kan orsaka skadliga långtidseffekter i vattenmiljön” eller R 51/53 ”Giftigt för vattenlevande organismer, kan orsaka skadliga långtidseffekter i vattenmiljön” får ingå i högst 0,005 % i brukslösning. Ämne klassificerat som R52/53 ”Skadligt för vattenlevande organismer, kan orsaka skadliga långtidseffekter i vattenmiljön” eller R 53 ”Kan orsaka skadliga långtidseffekter i vattenmiljön” får ingå i högst 0,05 % i brukslösning. Komplexbildare har ofta särskilt hög toxicitet för alger eftersom de blockerar tillgången till viktiga näringsämnen/spårämnen genom att binda upp dessa. Den uppmätta ”toxiciteten” är därför inte representativ och saknar relevans. Den ekotoxikologiska bedömningen av komplexbildare baseras därför endast på toxicitetsvärden från två trofinivåer (vanligen fisk och kräftdjur), för andra ämnen krävs ekotoxikologiska data från tre trofinivåer. 1.2 Ämne som uppfyller kriterierna för PBT (persistenta, bioackumulerbara och toxiska) eller vPvB (mycket persistenta och mycket bioackumulerbara) enligt den europeiska kemikalielagstiftningen REACH får inte ingå i produkterna. 1.3 Ämne klassificerat som R50, ”Mycket giftigt för vattenlevande organismer” får ingå i upp till 0,25 % i industriprodukters brukslösning och i 0,05 % i gårdsprodukters brukslösning, under förutsättning att det är aerobt lättnedbrytbara (i närvaro av luft) och anaerobt nedbrytbart (i frånvaro av syre). R50-ämne som inte är anaerobt nedbrytbart får ingå i brukslösning med högst 0,05 %. Undantag är perättiksyra som får ingå i högst 1,25 % i alla brukslösningar. 1.4 För ämne med kända nedbrytningsprodukter som är klassificerade som miljöfarliga gäller kriterierna ovan, som om nedbrytningsprodukterna ingår i samma halt som ursprungsämnet.

Hälsokrav på produkt och ingående ämnen

2.1 En produkt som klassificeras som mycket giftig (T+), giftig (T), frätande (C) eller hälsoskadlig (Xn) kan inte godkännas. Några undantag finns där frätande produkter kan godkännas under särskilda förutsättningar. Produkter som klassificeras som hälsoskadliga på grund av R22 ”Farligt vid förtäring” och R65 ”Farligt kan ge lungskador vid förtäring”, undantas. De anses inte relevanta vid normal hantering. 2.2 Produkter klassificerade som irriterande (Xi) godkänns endast om klassificeringen inte beror på allergena egenskaper. 2.3 Produkten får inte innehålla ämnen som är klassificerade cancerframkallande, mutagena eller reproduktionstoxiska (CMR) kategori 1 och 2 med någon av riskfraserna R45, R46, R49, R60 och R61. Produkten får inte innehålla ämnen med klassificering CMR kategori 3 (R40, R62, R63, R68) i koncentrationer som ger upphov till klassificering CMR kategori 3 (R40, R62, R63, R68) av produkten. Produkten får inte innehålla ämnen som prioriterats i ”Overall Category 1” på den lista över ämnen med misstänkt hormonstörande egenskaper som EU-kommissionen upprättat.

82

2.4 NTA (Nitrilotriättiksyra) har angetts som möjligen cancerframkallande av IARC. Klassificeringen är omdiskuterad. I avvaktan på officiell klassificering tillåts NTA om koncentrationen i produkten inte överstiger 5 %.

Övriga miljö- och hälsokrav på ingående ämnen

3.1 Färgämnen får ej ingå i produkten. I vissa fall där färgämnen har en tydlig funktion kan de godkännas enligt undantag i kompletterande kriterier. Färgämnen definieras som ämnen som tillsätts en produkt för att i första hand ge produkten en viss färg. 3.2 Parfymer får ej ingå i produkten. Parfymer definieras som ämnen som tillsätts en produkt för att i första hand ge produkten en viss doft. 3.3 Klorerande ämnen, till exempel natriumhypoklorit, får ej ingå i produkten. Som klorerande räknas inte de som i brukslösning har lägre klorerande effekt än en tiondedel av effekten i motsvarande brukslösning av natriumhypoklorit vid pH = 7. Det innebär att klordioxid och kloramin T inte ska räknas som klorerande.

Förteckning över risk- och skyddsfraser

Enkla riskfraser

R1 Explosivt i torrt tillstånd R2 Explosivt vid stöt, friktion, eld eller annan antändningsorsak R3 Mycket explosivt vid stöt, friktion, eld eller annan antändningsorsak R4 Bildar mycket känsliga explosiva metallföreningar R5 Explosivt vid uppvärmning R6 Explosivt vid kontakt och utan kontakt med luft R7 Kan orsaka brand R8 Kontakt med brännbart material kan orsaka brand R9 Explosivt vid blandning med brännbart material R10 Brandfarligt R11 Mycket brandfarligt R12 Extremt brandfarligt R14 Reagerar häftigt med vatten R15 Vid kontakt med vatten bildas extremt brandfarliga gaser R16 Explosivt vid blandning med oxiderande ämnen R17 Självantänder i luft R18 Vid användning kan brännbara/explosiva ång-luftblandningar bildas R19 Kan bilda explosiva peroxider R20 Farligt vid inandning R21 Farligt vid hudkontakt R22 Farligt vid förtäring R23 Giftigt vid inandning R24 Giftigt vid hudkontakt R25 Giftigt vid förtäring R26 Mycket giftigt vid inandning R27 Mycket giftigt vid hudkontakt R28 Mycket giftigt vid förtäring R29 Utvecklar giftig gas vid kontakt med vatten R30 Kan bli mycket brandfarligt vid användning R31 Utvecklar giftig gas vid kontakt med syra R32 Utvecklar mycket giftig gas vid kontakt med syra R33 Kan ansamlas i kroppen och ge skador

83

R34 Frätande R35 Starkt frätande R36 Irriterar ögonen R37 Irriterar andningsorganen R38 Irriterar huden R39 Risk för mycket allvarliga bestående hälsoskador R40 Misstänks kunna ge cancer R41 Risk för allvarliga ögonskador R42 Kan ge allergi vid inandning R43 Kan ge allergi vid hudkontakt R44 Explosionsrisk vid uppvärmning i sluten behållare R45 Kan ge cancer R46 Kan ge ärftliga genetiska skador R48 Risk för allvarliga hälsoskador vid långvarig exponering R49 Kan ge cancer vid inandning R50 Mycket giftigt för vattenlevande organismer R51 Giftigt för vattenlevande organismer R52 Skadligt för vattenlevande organismer R53 Kan orsaka skadliga långtidseffekter i vattenmiljön R54 Giftigt för växter R55 Giftigt för djur R56 Giftigt för marklevande organismer R57 Giftigt för bin R58 Kan orsaka skadliga långtidseffekter i miljön R59 Farligt för ozonskiktet R60 Kan ge nedsatt fortplantningsförmåga R61 Kan ge fosterskador R62 Möjlig risk för nedsatt fortplantningsförmåga R63 Möjlig risk för fosterskador R64 Kan skada spädbarn under amningsperioden R65 Farligt: kan ge lungskador vid förtäring R66 Upprepad kontakt kan ge torr hud eller hudsprickor R67 Ångor kan göra att man blir dåsig och omtöcknad R68 Möjlig risk för bestående hälsoskador

Sammansatta riskfraser

Följande sammansatta riskfraser skall anges i märkningen istället för enkla fraser i nedan angivna kombinationer. R14/15 Reagerar häftigt med vatten varvid extremt brandfarliga gaser bildas R15/29 Utvecklar giftig och extremt brandfarlig gas vid kontakt med vatten R20/21 Farligt vid inandning och hudkontakt R20/22 Farligt vid inandning och förtäring R20/21/22 Farligt vid inandning, hudkontakt och förtäring R21/22 Farligt vid hudkontakt och förtäring R23/24 Giftigt vid inandning och hudkontakt R23/25 Giftigt vid inandning och förtäring R23/24/25 Giftigt vid inandning, hudkontakt och förtäring R24/25 Giftigt vid hudkontakt och förtäring R26/27 Mycket giftigt vid inandning och hudkontakt R26/28 Mycket giftigt vid inandning och förtäring R26/27/28 Mycket giftigt vid inandning, hudkontakt och förtäring

84

R27/28 Mycket giftigt vid hudkontakt och förtäring R36/37 Irriterar ögonen och andningsorganen R36/38 Irriterar ögonen och huden R36/37/38 Irriterar ögonen, andningsorganen och huden R37/38 Irriterar andningsorganen och huden R39/23 Giftigt: risk för mycket allvarliga bestående hälsoskador vid inandning R39/24 Giftigt: risk för mycket allvarliga bestående hälsoskador vid hudkontakt R39/25 Giftigt: risk för mycket allvarliga bestående hälsoskador vid förtäring R39/23/24 Giftigt: risk för mycket allvarliga bestående hälsoskador vid inandning och hudkontakt R39/23/25 Giftigt: risk för mycket allvarliga bestående hälsoskador vid inandning och förtäring R39/24/25 Giftigt: risk för mycket allvarliga bestående hälsoskador vid hudkontakt och förtäring R39/23/24/25 Giftigt: risk för mycket allvarliga bestående hälsoskador vid inandning, hudkontakt och förtäring R39/26 Mycket giftigt: risk för mycket allvarliga bestående hälsoskador vid inandning R39/27 Mycket giftigt: risk för mycket allvarliga bestående hälsoskador vid hudkontakt R39/28 Mycket giftigt: risk för mycket allvarliga bestående hälsoskador vid förtäring R39/26/27 Mycket giftigt: risk för mycket allvarliga bestående hälsoskador vid inandning och hudkontakt R39/26/28 Mycket giftigt: risk för mycket allvarliga bestående hälsoskador vid inandning och förtäring R39/27/28 Mycket giftigt: risk för mycket allvarliga bestående hälsoskador vid hudkontakt och förtäring R39/26/27/28 Mycket giftigt: risk för mycket allvarliga bestående hälsoskador vid inandning, hudkontakt och förtäring R42/43 Kan ge allergi vid inandning och hudkontakt R48/20 Farligt: risk för allvarliga hälsoskador vid långvarig exponering genom inandning R48/21 Farligt: risk för allvarliga hälsoskador vid långvarig exponering genom hudkontakt R48/22 Farligt: risk för allvarliga hälsoskador vid långvarig exponering genom förtäring R48/20/21 Farligt: risk för allvarliga hälsoskador vid långvarig exponering genom inandning och hudkontakt R48/20/22 Farligt: risk för allvarliga hälsoskador vid långvarig exponering genom inandning och förtäring R48/21/22 Farligt: risk för allvarliga hälsoskador vid långvarig exponering genom hudkontakt och förtäring R48/20/21/22 Farligt: risk för allvarliga hälsoskador vid långvarig exponering genom inandning, hudkontakt och förtäring R48/23 Giftigt: risk för allvarliga hälsoskador vid långvarig exponering genom inandning R48/24 Giftigt: risk för allvarliga hälsoskador vid långvarig exponering genom hudkontakt R48/25 Giftigt: risk för allvarliga hälsoskador vid långvarig exponering genom förtäring R48/23/24 Giftigt: risk för allvarliga hälsoskador vid långvarig exponering genom inandning och hudkontakt

85

R48/23/25 Giftigt: risk för allvarliga hälsoskador vid långvarig exponering genom inandning och förtäring R48/24/25 Giftigt: risk för allvarliga hälsoskador vid långvarig exponering genom hudkontakt och förtäring R48/23/24/25 Giftigt: risk för allvarliga hälsoskador vid långvarig exponering genom inandning, hudkontakt och förtäring R50/53 Mycket giftigt för vattenlevande organismer, kan orsaka skadliga långtidseffekter i vattenmiljön R51/53 Giftigt för vattenlevande organismer, kan orsaka skadliga långtidseffekter i vattenmiljön R52/53 Skadligt för vattenlevande organismer, kan orsaka skadliga långtidseffekter i vattenmiljön R68/20 Farligt: möjlig risk för bestående hälsoskador vid inandning R68/21 Farligt: möjlig risk för bestående hälsoskador vid hudkontakt R68/22 Farligt: möjlig risk för bestående hälsoskador vid förtäring R68/20/21 Farligt: möjlig risk för bestående hälsoskador vid inandning och hudkontakt R68/20/22 Farligt: möjlig risk för bestående hälsoskador vid inandning och förtäring R68/21/22 Farligt: möjlig risk för bestående hälsoskador vid hudkontakt och förtäring R68/20/21/22 Farligt: möjlig risk för bestående hälsoskador vid inandning, hudkontakt och förtäring

86

Bilaga 13. Ordlista

Aggressivt vatten Vatten som har ett överskott av löst koldioxid och som därigenom angriper metaller i ledningar och ventiler

AMS Automatiskt mjölkningssystem, där mjölkningen utförs med hjälp av en mjölkningsrobot. Med AMS avses inte endast roboten utan även all kringutrustning

Aritmetiskt medelvärde ”Vanligt” medelvärde där bakterietalen summeras och divideras med antalet analyser (n)

=(bakterietal 1 + bakterietal 2+……. bakterietal n) /n

ESL Extended shelf-life. ESL-mjölk värmebehandlas vid cirka 127 i 2 sekunder för att åstadkomma längre hållbarhet. En alternativ metod är att mjölken mikrofiltreras.

Geometriskt medelvärde Medelvärde som beräknas genom att summera bakterietalen och därefter beräkna n:te roten av summan.

√

I log-skala är det geometriska medelvärdet detsamma som ett aritmetriskt medelvärde av bakteriehalterna i log-skala =(log bakt1+ log bakt 2+…logbakt n)/n.