Stlačený vzduch v potravinářském průmyslu

Potravinářský průmysl používá stlačený vzduch téměř v každém výrobním procesu. Nečistoty ve stlačeném vzduchu, jako jsou viry, bakterie, houby, kvasinky, minerální oleje, oleje, částice nebo plyny, mohou potraviny kontaminovat. Je možné, že se do produktu uvolňují nežádoucí příchutě nebo vlhkost, což vede k drastické ztrátě kvality.

Vzhledem k velkému zájmu veřejnosti a citlivým konečným spotřebitelům se zvyšují požadavky na výrobce, pokud jde o bezpečnost potravin. Potravinářský průmysl musí dodávat bezchybné výrobky, což vyžaduje inteligentní řízení kvality.

Nejhorším scénářem pro výrobce je stažení kontaminovaného produktu, který již byl uveden na trh. Například Federální úřad pro ochranu spotřebitele a bezpečnost potravin zveřejnil v roce 2019 celkem 198 upozornění na potraviny (v Německu). V ČR bylo v roce 2019 identifikováno v potravinářské výrobě 117 šarží potravin (Výroční zpráva Státní zemědělské a potravinářské inspekce za rok 2019).

Výrobní procesy

Význam stlačeného vzduchu v procesech výroby potravin

Důležitý vstup znečištění je často podceňován: stlačený vzduch. Mnoho výrobců potravin považuje stlačený vzduch pouze za zdroj energie ve svých výrobních procesech. Výsledkem je, že tomuto médiu není dostatečně věnována pozornost v opatřeních pro analýzu rizik a minimalizaci rizik.

Typickými aplikacemi stlačeného vzduchu v potravinářském průmyslu jsou procesy jako čištění, plnění, míchání, stříkání, řezání, přeprava a balení. Během těchto různých pracovních kroků dochází v závislosti na aplikaci k přímému a / nebo nepřímému kontaktu stlačeného vzduchu a výrobku.

Použití v potravinářském průmyslu

Doprava

Doprava ve výrobě

To se netýká pouze surovin, spíše se musí přepravovat meziprodukty z jedné fáze výrobního procesu  do druhé. Například pneumaticky se dopravují nejen přísady pro čokoládu, ale také vyrobená kakaová hmota. K jejich vytlačování z potrubí se používá takzvaná technologie piggingu, (PIG = Pipeline Inspection Gauge) která k vytlačování „ucpávky“ rovněž vyžaduje stlačený vzduch.

Výroba

Výroba potravin

Stlačený vzduch používaný při výrobě a zpracování potravin musí být vždy bez oleje (přesnějí bez uhlovodíků) a bakterií, protože stlačený vzduch přichází do přímého styku s výrobkem. Je proto nutná odpovídající  úprava stlačeného vzduchu, např. se sterilním filtrem stlačeného vzduchu pro přímý kontakt s výrobkem. Vzhledem k tomu, že neexistují žádné požadavky na monitorování stlačeného vzduchu, jsou odpovědní výrobci, kteří by měli zavést vhodné řízení hazardů a rizik (HACCP). Neustálé sledování kvality stlačeného vzduchu zajišťuje bezpečnost procesu a snižuje nesprávnou výrobu. K tomu může snadno dojít, například v souvislosti s výrobou zmrzliny. Stlačený vzduch je vháněn do základní zmrzlinové hmoty, aby byla krémová. Pokud stlačený vzduch nemá  nezbytnou třídu čistoty, pak je konzistence a kvalita zmrzliny negativně ovlivněna.

Stlačený vzduch se používá v dalších potravinářských procesech, mimo jiné k ochlazení pekárenských výrobků a čokolády, ofukování těsta a zbytků čokolády, stříkání a glazování výrobků na bázi těsta a také k potahování bramborových výrobků.

Kromě toho lze stlačený vzduch použít k čištění, vyfukování tvarů, k čištění CIP výrobních závodů (Cleaning In Place) nebo systémů nebo k mytí ovoce a zeleniny. Stlačený vzduch je tímto veden do vody, která se pohybuje a dosahuje lepších mycích účinků.

Balení

Balení a plnění

Přenos uhlovodíků z minerálních olejů (MOSH / MOAH) do potravin je považován za obzvláště kritický v případě obalových materiálů - zejména recyklované vlnité lepenky a tiskové inkousty obsahující minerální oleje používané v recyklačním řetězci. Po dlouhou dobu nebyl stlačený vzduch považován za zdroj kontaminace.

Při balení a plnění produktů musí zůstat konečný produkt nezměněn. S nápoji a jídlem proto musí být zacházeno velmi šetrně a nesmí dojít k žádné kontaminaci. To znamená, že stlačený vzduch používaný v této oblasti musí být bezolejový a bez choroboplodných zárodků. Takzvaný sterilní vzduch je vyžadován pro procesy v odvětví balení a plnění potravin, např. s hlubokým odběrem pro kádinky, tepelným tvarováním jiných obalů, nafukováním obalů a plněním tekutých produktů. Stlačený vzduch se také používá k vyfukování nesprávných produktů nebo k čištění obalových materiálů.

Stlačený vzduch je vyžadován také v nápojovém průmyslu, mimo jiné, když se pro plnění používají PET lahve. Lahve jsou nafukovány takzvaným napínacím vyfukovacím stlačeným vzduchem. Kromě toho se k čištění lahví obvykle používá stlačený vzduch, jako jeden příklad jak odstranit prach. Lahve jsou v pivovarech utěsněny zátkami hrdel, které jsou přepravovány stlačeným vzduchem. Pokud je stlačený vzduch kontaminován olejem, pak to následně snižuje tvorbu pivní pěny. To jasně ukazuje, do jaké míry může mít stlačený vzduch důležité účinky na senzorické vlastnosti produktu.

Logistika

Dodavatelská přeprava

V potravinářském a nápojovém průmyslu se zpracovává a přepravuje mnoho surovin. Sypké potraviny, jako jsou granuláty, rýže, obiloviny, cukr nebo káva, se přepravují v silech a nádržích. Obecná pravidla pro přepravu potravin mimo jiné stanoví, že potraviny mohou být přepravovány pouze v označených přepravních kontejnerech a podléhají zvláštním hygienickým požadavkům. Pro vykládku se často používá stlačený vzduch, který pak přichází do přímého kontaktu s potravinami. Předchozí opatření pro kontejnery by byla znehodnocena, pokud by došlo ke kontaminaci stlačeného vzduchu, což by způsobilo znečištění.

Zvláštností je potenciál nebezpečí v přechodových bodech výrobního procesu v potravinářském průmyslu. Jejich bezpečnostní normy platí také pro dodavatele, např. pro obaly, suroviny, potraviny, přepravu sil. Přechodové body by proto měly být zohledněny při analýze rizik (HACCP).

Řízení

Řízení výrobních závodů a systémů

Při výrobě potravin a nápojů je vyžadována široká škála produktů, jakož i různé stroje a nástroje, mimo jiné i pneumatická zařízení. Stlačený vzduch se zde většinou používá jako řídicí vzduch, tj. jako pneumatický pohon pro ovládání chapadel nebo ventilů. Materiály pneumatických zařízení musí splňovat přísné požadavky, jako jsou odolnost proti korozi, netoxické a nenasákavé. Požadavky na samotný stlačený vzduch závisí zejména na tom, zda přicházejí do přímého styku s potravinami nebo ne.

Stlačený vzduch málokdy přichází do přímého kontaktu s potravinami, pokud je použit pro řízení procesu, i když optimální úprava stlačeného vzduchu zůstává důležitá. Znečištění stlačeného vzduchu může urychlit opotřebení součástí a způsobit jejich zablokování. Zachování kvality stlačeného vzduchu a optimální konstrukce proto mohou minimalizovat prostoje a náklady na energii a také zabránit kontaminaci produktu.

Fermentace

Fermentace

Mechanické procesy nejsou jediným důležitým prvkem při výrobě potravin, důležité jsou také biotechnologické procesy, tzv. fermentační procesy. Tento proces je narušen cizími organismy a proto je bezpodmínečně nutné odstranit procesně cizí organismy. Příslušné materiály a použitá aplikace proto musí být sterilní. To samozřejmě platí i pro stlačený vzduch, přičemž k jeho úpravě se často používá sterilní filtr. Stlačený vzduch se používá například k provzdušnění přísad v pivovarských procesech, k výrobě dusíku nebo k míchání a přepravě kvasinek během fermentačního procesu.

S výjimkou odfukování korunkových uzávěrů již uzavřených lahví je stlačený vzduch v přímém kontaktu s potravinami. A proto musí splňovat nejvyšší standardy čistoty, pokud jde o obsah zbytkového oleje ještě lepší než uvádí třída 1. Sterilní vzduch by měl být používán pro provzdušňování a odstraňování mladiny.

Řízení rizik

Bezpečnost potravin a řízení rizik

Na výrobu potravin se vztahují obecné normy kvality a zajištění. Existují také národně a mezinárodně uznávané směrnice, které se výslovně týkají použití stlačeného vzduchu v procesu výroby potravin. Podle nařízení (ES) č. 178/2002 jsou však výrobci obecně povinni vyrábět bezpečný výrobek. Protože kvalita stlačeného vzduchu má přímý dopad na bezpečnost potravin, musí výrobci sledovat kvalitu stlačeného vzduchu.

Norma bezpečnosti potravin ISO 22000 je založena na obecné normě managementu kvality ISO 9001 a obsahuje specifické požadavky pro oblast bezpečnosti potravin. Podstatnou součástí je definice řídicích systémů a procesů potřebných pro plánování a implementaci ve výrobě potravin.

Médium (stlačený vzduch) musí být zohledněno v opatřeních pro analýzu rizik a minimalizaci rizik. Zde se zaměřuje na tzv. Preventivní programy, které si definují a realizují samotné společnosti. Při použití stlačeného vzduchu musí být v zásadě provedena analýza rizik v souladu s koncepcí HACCP. To má za následek identifikaci a definici kritických kontrolních bodů a opatření pro snížení nebo prevenci rizik.

Základní koncepty a problémy bezpečnosti potravin

PRP / oPRP

Programy prevence

Jsou definovány a implementovány samotnou společností. Mezi příklady PRP patří definice opatření k udržování hygieny, hubení škůdců, speciální opatření na místě, správa cizích předmětů a údržba a servis systémů, včetně úpravy stlačeného vzduchu.

V ISO 22000 se kontrolní opatření, která nejsou definována jako CCP, označují jako preventivní programy nebo operační preventivní programy (oPRP). Tato monitorovací a kontrolní opatření konkrétně upravují základní opatření pro bezpečnost potravin.

HACCP

Hazard Analysis Critical Control Points

HACCP znamená principiální přístup k identifikaci a hodnocení rizik spojených se zpracováním potravin. Po tomto základním záznamu a vyhodnocení všech faktorů, které by mohly ovlivnit bezpečnost potravin, je cílem určit vhodná opatření pro celý výrobní řetězec. Musí být definovány kritické kontrolní body (CCP - Critical Control Points) pro proces přípravy stlačeného vzduchu a musí být stanovena a zdokumentována vhodná opatření pro minimalizaci rizik - tzv. Operační preventivní programy (oPRP).

Koncept HACCP je zakotven v potravinářském právu a platí pro všechny společnosti, které jsou komerčně aktivní v procesním řetězci výroby potravin nebo obchodu s potravinami. Každý provozovatel potravinářského podniku je povinen prokázat použití koncepce HACCP prostřednictvím vhodné dokumentace.

Nepřetržité sledování kvality stlačeného vzduchu pomocí vhodné senzorové technologie a monitorovacích systémů je zásadní. Naměřená data musí být porovnána a dokumentována s požadovanou kvalitou stlačeného vzduchu a interními specifikacemi stlačeného vzduchu od výrobce. Kompletní dokumentace zajišťuje optimální sledování kvality stlačeného vzduchu i při interních a externích auditech.

CCP

Critical Control Points

Kroky procesu nebo body v systému stlačeného vzduchu, ve kterých je možná kontrola. V závislosti na výsledku analýzy nebezpečnosti je nutné definovat kritické kontrolní body (CCP).

V CCP jsou definovány minimální a maximální hodnoty, nad kterými je nutný zásah preventivními programy

MOSH / MOAH

Mineral Oil Saturated Hydrocarbons | Mineral Oil Aromatic Hydrocarbons

MOSH, (Mineral Oil Saturated Hydrocarbons) parafinické, nasycené uhlovodíky minerálních olejů

MOAH, (Mineral Oil Aromatic Hydrocarbons) aromatické ropné uhlovodíky

Minerální oleje se mohou dostat do potraviny mnoha různými způsoby. Již při sklizni je možné znečištění mazacím olejem ze sklízecích strojů nebo hydrauliky. Potraviny mohou kontaminovat také minerální oleje v obalech výrobků vyrobené z recyklované lepenky a tiskařské barvy použité pro návrh obalu.

Při zvažování výroby stlačeného vzduchu se ve většině případů používají šroubové kompresory se vstřikováním oleje nebo dokonce bezmazné (bezolejové) kompresory. Zde se minerální olej používá v kompresoru pro účely chlazení a utěsnění stupně kompresoru. Vytvořený stlačený vzduch je nevyhnutelně kontaminován minerálním olejem. Proto je po proudu vždy úprava stlačeného vzduchu, aby se snížil průnik oleje, obsah vlhkosti a částice.

Jako alternativa se často používají „bezolejové“ kompresory. Na principu bezolejového kompresního procesu se do stlačeného vzduchu nepřidává žádný olej, ale uhlovodíky z prostředí (okolního vzduchu), např. neúplně spálená nafta nebo emise z průmyslových zařízení, jsou nasávány a stlačovány a koncentrovány kompresorem.

Bezolejová komprese neznamená automaticky bezolejový stlačený vzduch. A proto i zde je pro snížení obsahu uhlovodíků vyžadováno vhodné následné zpracování stlačeného vzduchu.

Přímé /Nepřímé

Přímý nebo nepřímý kontakt se stlačeným vzduchem

Přímý kontakt je, když je stlačený vzduch směrován konkrétně na výrobek nebo na primární obal, který přichází do styku s výrobkem. Například stlačený vzduch se používá k odpařování kapalin nebo jako transportní médium pro suché potraviny. Přenášejí se s ním práškové látky, jako je káva, mouka nebo sušené mléko nebo dokonce mleté koření. Tyto suché výrobky podléhají vysokým požadavkům na vlhkost, protože díky své velké ploše přicházejí do styku se zbytkovou vlhkostí. Aby se zabránilo hromadění nebo znečištění prášku, musí být stlačený vzduch absolutně suchý a čistý. Stlačený vzduch také přichází do přímého kontaktu s výrobkem při zpracování nesušených potravin. V některých aplikacích je stlačený vzduch dokonce přiváděn přímo do produktu. Při přímém kontaktu s potravinami je proto nutná vysoká péče.

Nepřímý kontakt s potravinami nastává, když expandovaný stlačený vzduch dosáhne produktu na určitou vzdálenost a zředí se okolním vzduchem. Typickými aplikacemi stlačeného vzduchu s nepřímým kontaktem s výrobkem jsou čištění a sušení, např. ofukování povrchů obalů pro kontrolu kvality a přeprava obalů potravin. V případě nepřímého kontaktu mezi stlačeným vzduchem a potravinami nejsou požadavky na kvalitu stlačeného vzduchu tak vysoké jako u přímého kontaktu. Je však třeba poznamenat, že potraviny mohou být kontaminovány také prostřednictvím obalu.

eLearning

První úvod: Co vlastně znamená stlačený vzduch pro chutnou zmrzlinu?

V tomto videu se dozvíte o významném vlivu stlačeného vzduchu na výrobu, zpracování a bezpečnost potravin. Podíváme se blíže na použití stlačeného vzduchu při výrobě zmrzliny a vysvětlíme, co by měli producenti zvážit, aby se zabránilo kontaminaci stlačeného vzduchu a konečného produktu. Představujeme příslušné směrnice a standardy a ukazujeme, jaké škody mohou být spotřebitelům a společnostem způsobeny znečištěným stlačeným vzduchem.

Poznámka:
Toto video poskytuje pouze první pohled na náš eLearning.

Přiveďte mě na eLearning!

Reference

Příklady z potravinářského průmyslu

Stlačený vzduch v přímém kontaktu s potravinami u společnosti MEGGLE

Prášková laktóza se u společnosti Meggle AG přepravuje potrubím pomocí stlačeného vzduchu. Přepravní vzduch musí být absolutně suchý a bez oleje, aby laktóza netvořila hrudky. To zajišťuje adsorpční sušička EVERDRY a adsorbéry s aktivním uhlím od společnosti BEKO.

Přečtěte si více...

Úprava stlačeného vzduchu při výrobě nápojů

Kvůli velmi přísným předpisům v potravinářství používá společnost RheinfelsQuellen H. Hövelmann GmbH & Co. KG dvě zařízení BEKOKAT, která umožňují výrobu absolutně bezolejového stlačeného vzduchu, protože právě tento vzduch přichází jako procesní vzduch částečně do přímého kontaktu s potravinami.

Přečtěte si více...

Stlačený vzduch pro práškové suroviny

V nizozemské firmě Nukamel musí cisterny dopravit každý den do zásobníků kolem 150 tun práškových surovin pro výrobu náhradního mléka pro užitková zvířata. Jako přepravní médium slouží stlačený vzduch (s využitím mírné komprese). Pokud by obsahoval příliš mnoho vlhkosti, hrozí zhroucení systému, protože přepravní hadice se ucpou ztvrdlým práškem. Situaci neusnadňují ani neobvyklé podmínky této lokality.

Přečtěte si více...
Kontaktní formulář
Telefon: +420 24 14 14 717
Služba zavolání zpět
Kontakt