Sprężone powietrze w branży spożywczej

Sprężone powietrze jest wykorzystywane w  przemyśle spożywczym niemal w każdym procesie produkcyjnym.  Zawarte w nim zanieczyszczenia, takie jak wirusy, bakterie, grzyby, drożdże, oleje mineralne, oleje, cząsteczki lub gazy mogą doprowadzić do zanieczyszczenia żywności.

Ze względu na dobro społeczne oraz wrażliwość konsumentów wymagania dotyczące bezpieczeństwa żywności, jakim muszą sprostać jej producenci, nieustannie rosną. Branża spożywcza musi dostarczać na rynek produkty bez skazy, co wymaga inteligentnego zarządzania jakością.

Konieczność wycofania z rynku zanieczyszczonego produktu jest najgorszym scenariuszem, jaki muszą brać pod uwagę producenci żywności. Przykładowo, w roku 2019 amerykańskie Federalne Biuro ds. Ochrony Konsumentów i Ostrzeżeń Żywnościowych wydało aż 198 komunikatów o potencjalnych zagrożeniach powodowanych przez produkty żywnościowe.

Procesy produkcyjne

Znaczenie sprężonego powietrza w produkcji żywności

Wpływ sprężonego powietrza na zanieczyszczenie produktów jest często lekceważony. Wielu producentów traktuje sprężone powietrze jedynie jako źródło energii wykorzystywane w procesach wytwórczych. Takie podejście oznacza, że owo medium nie jest uwzględniane w dostatecznym stopniu w działaniach związanych z analizą zagrożeń i minimalizacją ryzyka.

Sprężone powietrze jest zwykle wykorzystywane w branży spożywczej w takich procesach, jak czyszczenie, napełnianie, mieszanie, natryskiwanie, cięcie, transportowanie i pakowanie. W zależności od konkretnego przypadku, w trakcie powyższych czynności dochodzi do bezpośredniego lub pośredniego kontaktu pomiędzy sprężonym powietrzem a żywnością.

Zastosowania

Zastosowania w branży spożywczej

Transport

Transport w produkcji

Nie tylko surowce, lecz również produkty końcowe i pośrednie w procesie produkcji muszą być przenoszone z jednego etapu procesu do następnego.

I tak na przykład zarówno składniki czekolady, jak również wyprodukowana masa kakaowa są transportowane pneumatycznie. Masa jest wyciskana z przewodu rurowego za pomocą urządzenia przeciskowego, przy czym sprężone powietrze jest potrzebne do jej przesuwania.

Produkcja

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

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.

Logistyka

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

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

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 ryzyka i systemy zarządzania

Bezpieczeństwo żywności i analiza ryzyka

Przy produkcji żywności obowiązują ogólne normy jakości i standardy bezpieczeństwa. Istnieją również uznane na szczeblu krajowym i międzynarodowym wytyczne, które wyraźnie odnoszą się do sposobu wykorzystania sprężonego powietrza w procesie produkcji żywności.  Ogólnie można powiedzieć, że sami producenci wymagają wysokiej jakości sprężonego powietrza, bezolejowego i pozbawionego zarazków . Ma to decydujące znaczenie, ponieważ rozporządzenie WE 178/2002 nakłada na producentów obowiązek wytwarzania bezpiecznych produktów. Ponieważ jakość sprężonego powietrza ma bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo żywności, producenci muszą monitorować jakość sprężonego powietrza w sposób ciągły.

Norma bezpieczeństwa żywności ISO 22000 opiera się na ogólnej normie zarządzania jakością ISO 9001 i zawiera szczegółowe wymagania w zakresie bezpieczeństwa żywności. Istotnym elementem jest określenie systemów zarządzania i procesów niezbędnych do planowania i wdrażania w produkcji żywności.

Medium, jakim jest sprężone powietrze, musi być brane pod uwagę przy analizie zagrożeń i minimalizacji ryzyka. W centrum uwagi znajdują się tzw. programy prewencyjne, które są definiowane i wdrażane przez same przedsiębiorstwa. Zasadniczo przy zastosowaniu sprężonego powietrza należy przeprowadzić analizę zagrożeń zgodnie z koncepcją HACCP. Wynikiem czego będzie określenie i zdefiniowanie punktów krytycznych oraz podjęcie działań zmierzających do redukcji lub uniknięcia ryzyka.

Podstawowe koncepcje i kwestie dotyczące bezpieczeństwa żywności

PRP / oPRP

Programy prewencyjne

Programy zapobiegawcze są opracowywane i wdrażane samodzielnie przez poszczególne firmy. Do przykładów PRP należą: określenie działań zapewniających utrzymanie odpowiedniej higieny, programy zwalczania szkodników, specjalne działania miejscowe, zarządzanie ciałami obcymi, utrzymanie i naprawa systemów - w tym także instalacji sprężonego powietrza.

W normie ISO 22000 środki kontrolne, które nie są zdefiniowane jako CCP, są nazywane programami zapobiegawczymi (PRP) lub operacyjnymi programami zapobiegawczymi (oPRP). Tego rodzaju środki monitorujące i kontrolne odnoszą się konkretnie do kluczowych działań związanych z bezpieczeństwem żywności.

HACCP

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.

CCP

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.

MOSH / MOAH

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.

Bezpośredni / Pośredni

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.

Przewodnik

Z naszym Przewodnikiem praktycznym jesteś po bezpiecznej stronie

Bezpieczne stosowanie sprężonego powietrza w przemyśle spożywczym wymaga filtracji, odpowiednich środków zapewniających eliminację olejów i efektywne osuszanie sprężonego powietrza. Niezbędne komponenty, takie jak filtry, osuszacze, adsorbery z węglem aktywnym lub urządzenia do katalizy olejów muszą być do siebie dopasowane i muszą działać niezawodnie nawet przy różnych obciążeniach. Dla procesu uzdatniania sprężonego powietrza należy zdefiniować krytyczne punkty kontroli (CCP - Critical Control Points) oraz ustalić i udokumentować odpowiednie środki minimalizacji ryzyka - tzw. operative preventive program (oPRP). Niezbędna jest ciągła kontrola jakości sprężonego powietrza za pomocą odpowiedniej techniki pomiarowej. Tylko w ten sposób można w sposób ciągły mierzyć i dokumentować jakość sprężonego powietrza, np. na potrzeby zewnętrznych audytów.

Zapraszamy do pobrania naszego przewodnika praktycznego "Bezpieczeństwo żywności a sprężone powietrze". Zawiera on obszerne informacje m.in. na następujące tematy:

  • Jakość sprężonego powietrza, klasy czystości i analiza ryzyka

  • Proces wytwarzania sprężonego powietrza w przemyśle spożywczym

  • Zalecenia, jaka jakość sprężonego powietrza jest potrzebna i kiedy

  • Główne elementy systemu przygotowania i monitorowania sprężonego powietrza

  • Lista kontrolna dotycząca jakości sprężonego powietrza w sektorze spożywczym


Przewodnik jest skierowany w szczególności do dyrektorów zarządzających, kierowników produkcji, kierowników ds. jakości, kierowników technicznych, inspektorów żywności i audytorów.

Do Przewodnika praktycznego

eLearning

Wprowadzenie: Jak sprężone powietrze wpływa na smak lodów?

W tym filmie wideo dowiedzą się Państwo, jak znaczący wpływ ma sprężone powietrze na produkcję, obróbkę i bezpieczeństwo żywności. Przyjrzymy się bliżej zastosowaniu sprężonego powietrza w produkcji lodów i wyjaśnimy, co producenci powinni rozważyć, aby uniknąć zanieczyszczenia sprężonego powietrza i produktu końcowego. Przedstawiamy odpowiednie wytyczne i normy oraz pokazujemy, jakie szkody może wyrządzić konsumentom i przedsiębiorstwom zanieczyszczone sprężone powietrze.

Referencje

Przykłady zastosowań w branży spożywczej

milkpowder

Osuszanie sprężonego powietrza z odzyskiwaniem ciepła

W przypadku osuszaczy adsorpcyjnych regenerowanych na gorąco, które wykorzystują ciepło sprężania do desorpcji środka osuszającego, występują duże ilości energii cieplnej. Możliwości ich efektywnego wykorzystania w przemyśle spożywczym prezentuje firma BEKO TECHNOLOGIES, przedstawiając dopasowaną do potrzeb technologię osuszania sprężonego powietrza oraz koncepcję odzyskiwania ciepła w mleczarni MEGGLE GmbH & Co. KG.

dowiedz się więcej…

Obróbka sprężonego powietrza w przemyśle napojów

Ze względu na bardzo restrykcyjne przepisy w przemyśle spożywczym RheinfelsQuelle H. Hövelmann GmbH & Co. KG używa BEKOKAT do produkcji całkowicie pozbawionego oleju sprężonego powietrza, zwłaszcza, że powietrze jako powietrze procesowe wchodzi w bezpośredni kontakt z żywnością.

dowiedz się więcej…

Bezolejowe sprężone powietrze w firmie Lavazza

Lavazza zawsze przywiązywała dużą wagę do jakości swoich produktu i procesu wytwarzania i stale szuka innowacyjnych sposobów na podniesienie jakości.

dowiedz się więcej…
Formularz kontaktowy
Telefon: +48 22 314 75 40
Telefon zwrotny
Kontakt