Sprężone powietrze w branży spożywczej

Produkcja żywności

Sprężone powietrze stosowane w procesie produkcji oraz przetwórstwa środków spożywczych musi być zawsze bezolejowe i pozbawione zarazków, ponieważ wchodzi ono w bezpośredni kontakt z produktami. Dlatego niezbędna jest odpowiednia instalacja uzdatniania sprężonego powietrza, np. z filtrem sterylizującym do bezpośredniego kontaktu z produktem. Ponieważ prawo nie nakłada żadnych obowiązków dotyczących monitorowania sprężonego powietrza, za jego jakość odpowiedzialni są producenci i zobowiązani są wdrożyć odpowiednie zarządzanie zagrożeniami i ryzykiem (HACCP).

Ciągłe monitorowanie jakości sprężonego powietrza gwarantuje bezpieczeństwo procesów i ogranicza produkcję wadliwych produktów. Nietrudno o taką sytuacją na przykład w produkcji lodów. W tym procesie sprężone powietrze jest wdmuchiwane w masę podstawową lodu celem jej ubicia. Jeśli sprężone powietrze nie posiada niezbędnej klasy jakości, będzie to miało negatywny wpływ na konsystencję lodów.

W innych procesach przetwórstwa środków spożywczych sprężone powietrze jest stosowane m.in. do schładzania pieczywa i czekolady, zdmuchiwania pozostałości ciasta i czekolady, spryskiwania i lukrowania wyrobów mącznych oraz do panierowania produktów ziemniaczanych.

Poza tym sprężone powietrze służy do czyszczenia, przedmuchiwania form, do mycia owoców i warzyw. Stosowane jest również w ramach czyszczenia na miejscu (ang. CIP) urządzeń produkcyjnych. Tutaj sprężone powietrze jest doprowadzane do wody, przez co woda jest wprawiana w ruch i uzyskuje się lepsze efekty mycia.

Pakowanie i rozlewanie

Przedostawanie się węglowodorów oleju mineralnego (MOSH/MOAH) do środków spożywczych jest uważane za szczególnie krytyczne w przypadku materiałów opakowaniowych - zwłaszcza przetworzonej tektury falistej i farb do druku gazet zawierających olej mineralny stosowanych w łańcuchu recyklingu. Przez długi czas sprężone powietrze stosowane tutaj również nie było uważane za źródło zanieczyszczeń.

Podczas pakowania i rozlewania produktów stan produktu końcowego musi pozostać niezmieniony. Nie można dopuścić do zanieczyszczenia napojów i żywności, więc stosowane sprężone powietrze w tym obszarze musi być bezolejowe i pozbawione zarazków. Do pakowania i rozlewania środków spożywczych potrzebne jest powietrze sterylne w procesie, np. podczas głębokiego ciągnienia kubków, obróbki cieplnej  innych opakowań, wydmuchiwania opakowań i rozlewania produktów ciekłych. Sprężone powietrze jest również wykorzystywane do zdmuchiwania wadliwych produktów lub czyszczenia materiałów opakowaniowych.

W przypadku napojów sprężone powietrze jest potrzebne między innymi do wydmuchiwania i rozciągania butelek PET. Ponadto sprężone powietrze jest ogólnie wykorzystywane do czyszczenia butelek; w trakcie tej czynności usuwane są zanieczyszczenia, takie jak pył. W browarach butelki są zamykane kapslami transportowanymi przez sprężone powietrze. Jeśli sprężone powietrze jest zanieczyszczone olejem, produkowane piwo będzie się później mniej pienić. Tutaj wyraźnie widać, jaki wpływ sprężone powietrze może mieć na ważne właściwości organoleptyczne produktu.

Transport surowców

W przemyśle spożywczym i napojowym przetwarzanych i transportowanych jest wiele surowców. Środki spożywcze takie jak: granulaty, ryż, zboże, cukier lub kawa są transportowane w silosach i cysternach. W ogólnych regułach transportu żywności określono między innymi, że środki spożywcze mogą być transportowane wyłącznie w oznakowanych zbiornikach transportowych i podlegają szczególnym wymogom higienicznym. Do wyładunku często wykorzystuje się sprężone powietrze, które w tym procesie ma bezpośredni kontakt z żywnością. Wcześniejsze przygotowanie zbiorników nie miałoby sensu, jeśli potem sprężone powietrze o złej jakości miałoby skutkować zanieczyszczeniem produktu. 

Szczególną cechą jest wysoki potencjał zagrożeń w punktach przejściowych w procesach produkcyjnych w przemyśle spożywczym. Ich normy bezpieczeństwa dotyczą również dostawców, np. opakowań, surowców, artykułów spożywczych, transportu silosów. Punkty przejściowe należy zatem uwzględnić w analizie zagrożeń (HACCP).

Sterowanie urządzeniami

Do produkcji żywności i napojów wykorzystywane są różne maszyny i narzędzia, wśród nich również urządzenia pneumatyczne. Sprężone powietrze jest tutaj wykorzystywane przeważnie jako powietrze sterujące, to znaczy jako napęd pneumatyczny do sterowania chwytakami lub zaworami. W stosunku do materiałów urządzeń pneumatycznych określa się wymagania, takie jak odporność na korozję, brak toksyczności i brak właściwości absorpcyjnych. Wymagania odnoszące się do sprężonego powietrza zależą przede wszystkim od tego, czy ma ono kontakt ze środkami spożywczymi.

W obszarach, w których sprężone powietrze jest wykorzystywane do sterowania, rzadko wchodzi ono w bezpośredni kontakt z żywnością. Jednak tutaj ważne jest optymalne uzdatnianie powietrza. Zanieczyszczenia w sprężonym powietrzu mogą przyspieszać zużycie elementów prowadząc do awarii. Dzięki utrzymaniu jakości sprężonego powietrza i optymalnemu dostosowaniu, można do minimum ograniczyć przestoje i koszty energii oraz zapobiegać zanieczyszczeniu produktów.

Fermentacja

W produkcji żywności, oprócz procesów mechanicznych, ważną rolę odgrywają również procesy biotechnologiczne, tak zwane procesy fermentacji. Proces ten zakłócają organizmy obce, dlatego koniecznym warunkiem jest usuwanie takich organizmów z procesu. Dlatego stosowane substancje i wyposażenie muszą być sterylne. Naturalnie dotyczy to również sprężonego powietrza, które często jest uzdatniane przy pomocy filtra sterylnego. Sprężone powietrze jest na przykład wykorzystywane do napowietrzania brzeczki w procesach warzenia piwa, do produkcji azotu lub mieszania i transportu drożdży w procesie fermentacji.

Z wyjątkiem zdmuchiwania kapsli już zamkniętych butelek, sprężone powietrze ma bezpośredni kontakt z żywnością i dlatego musi spełniać najwyższe normy czystości, pod względem zawartości oleju resztkowego, wyższe niż klasa 1.  Do napowietrzania i usuwania brzeczki powinno być stosowane powietrze sterylne .

Analiza zagrożeń i krytyczne punkty kontroli

HACCP oznacza zasadniczo podejście do identyfikacji i oceny ryzyka związanego z przetwarzaniem żywności. Po tej wstępnej analizie i ocenie wszystkich czynników, które mogą mieć wpływ na bezpieczeństwo żywności, celem jest określenie odpowiednich działań dla całego łańcucha produkcyjnego. Należy zdefiniować krytyczne punkty kontroli (CCP - Critical Control Points) dla procesu przygotowania sprężonego powietrza oraz ustalić i udokumentować odpowiednie środki minimalizacji ryzyka: wspomniane wyżej operacyjne programy prewencyjne (oPRP).

Koncepcja HACCP jest zakorzeniona w prawie żywnościowym i ma zastosowanie do wszystkich przedsiębiorstw, które prowadzą działalność handlową w łańcuchu procesów produkcji żywności lub handlu żywnością. Każdy przedsiębiorca branży spożywczej jest zobowiązany do udowodnienia stosowania koncepcji HACCP za pomocą odpowiedniej dokumentacji.

Niezbędny jest stały nadzór nad jakością sprężonego powietrza za pomocą odpowiedniej technologii  i systemów monitorowania. Dane z przeprowadzonych pomiarów muszą być udokumentowane i porównane z wymaganą jakością sprężonego powietrza oraz własnymi specyfikacjami producenta dotyczącymi sprężonego powietrza. Kompletna dokumentacja zapewnia optymalny nadzór nad jakością sprężonego powietrza także podczas audytów wewnętrznych i zewnętrznych.

Critical Control Points

Etapy procesu lub punkty w instalacji sprężonego powietrza, w których możliwa jest kontrola. W zależności od wyniku analizy zagrożeń konieczne jest zdefiniowanie krytycznych punktów kontroli (CCP).

W CCP zdefiniowane są wartości minimalne i maksymalne, powyżej których wymagana jest interwencja z programami zapobiegawczymi.

Olej Mineralny Węglowodory Nasycone | Olej mineralny Węglowodory Aromatyczne

MOSH, (Węglowodory nasycone olejem mineralnym) parafinowe, węglowodory nasycone olejem mineralnym

MOAH, (Węglowodory aromatyczne oleju mineralnego) węglowodory aromatyczne z ropy naftowej

Oleje mineralne mogą dostać się do żywności na wiele różnych sposobów. Zanieczyszczenie poprzez smarowanie olejem z maszyn żniwnych lub hydrauliki jest możliwe już podczas żniw. Oleje mineralne w opakowaniach produktów z kartonu pochodzącego z recyklingu oraz farb drukarskich użytych do zaprojektowania opakowania również mogą zanieczyścić produkt spożywczy.

W tym przypadku w sprężarce stosowany jest olej mineralny do chłodzenia i uszczelniania stopni sprężarki. Wytworzone sprężone powietrze jest nieuchronnie zanieczyszczone olejem mineralnym. Z tego powodu sprężone powietrze jest zawsze uzdatniane za sprężarką, aby zredukować wpływ oleju, wilgoci i cząstek stałych.

Sprężarki "bezolejowe" są często stosowane jako alternatywa. Jednak nawet w przypadku sprężarek bezolejowych należy pamiętać, iż zasysane i sprężarne w nich są węglowodory z otoczenia, np. z olejów napędowych czy emisji zakładu przemysłowego.

Stąd sprężanie bezolejowe nie oznacza automatycznie sprężonego powietrza wolnego od oleju. Również tutaj wymagana jest odpowiednia obróbka końcowa w celu zmniejszenia zawartości węglowodorów.

Kontakt z żywnością

Do bezpośredniego kontaktu dochodzi wtedy, kiedy sprężone powietrze jest kierowane prosto na produkt lub na opakowanie dotykające następnie produktu.

Sprężone powietrze może być na przykład wykorzystywane do odparowywania cieczy lub jako medium transportujące suchą żywność. Substancje sproszkowane, takie jak kawa, mąka, mleko w proszku lub nawet mielone przyprawy są przenoszone właśnie z użyciem sprężonego powietrza. Tego rodzaju suche produkty muszą spełniać wysokie wymagania dotyczące wilgotności, gdyż ze względu na swoją dużą powierzchnię łatwo wchodzą w kontakt z pozostałościami wody zawartymi w powietrzu. Aby zapobiec zbrylaniu się lub zanieczyszczeniu substancji sproszkowanych, sprężone powietrze musi być idealnie czyste i suche.

Sprężone powietrze ma bezpośredni kontakt z żywnością także podczas przetwarzania artykułów innych niż suche. W niektórych sytuacjach, sprężone powietrze jest nawet wprowadzane bezpośrednio do produktu.

W przypadku bezpośredniego kontaktu z artykułami żywnościowymi wymagany jest więc wysoki poziom ostrożności.

Do pośredniego kontaktu z artykułami żywnościowymi dochodzi, kiedy uwolnione sprężone powietrze dociera do produktu z pewnej odległości, po rozrzedzeniu powietrzem atmosferycznym. Czyszczenie i osuszanie są najczęstszymi procesami, w których dochodzi do pośredniego kontaktu sprężonego powietrza z produktami. Przykładowe zastosowania tego typu obejmują: odmuchiwanie powierzchni opakowań w procesie kontroli jakości, a także transportowanie opakowań żywności.

W przypadku pośredniego kontaktu pomiędzy sprężonym powietrzem i produktem żywnościowym, wymagania dotyczące jakości powietrza nie są tak restrykcyjne, jak te dotyczące kontaktu bezpośrednie. Niemniej jednak należy zauważyć, że do zanieczyszczenia żywności może często dochodzić także poprzez kontakt z opakowaniem.