Εφαρμογές αποστείρωσης προϊόντων για βιομηχανία τροφίμων και φαρμάκων
Η διαδικασία του καθαρισμού και της αποστείρωσης είναι οι σημαντικότερες παράμετροι για την εξασφάλιση της ποιότητας των προϊόντων, των τροφίμων και των φαρμάκων, όπως άλλωστε και για την προστασία της υγείας του καταναλωτή.
Με την απόκτηση του κατάλληλου εξοπλισμού και υποδομών, διασφαλίζεται η ποιότητα των προϊόντων, η παραγωγικότητα καθώς και η ασφάλεια των εργαζομένων. Μετά τον καθαρισμό και αφού έχει γίνει ο απαραίτητος έλεγχος, το τελευταίο στάδιο είναι αυτό της αποστείρωσης.
Η επιλογή της κατάλληλης διαδικασίας αποστείρωσης εξαρτάται από το είδος των μικροοργανισμών προς αντιμετώπιση καθώς και από το υλικό της επιφάνειας που αποστειρώνεται.
Στο παρόν άρθρο θα γίνει παρουσίαση τεσσάρων εφαρμογών αποστείρωσης που πραγματοποιούνται μέσω μηχανήματων με αεροστεγή λέβητα βρασμού και μπορούν να εφαρμοστούν τόσο στη βιομηχανία τροφίμων, όσο και σε αυτή των φαρμάκων.
Στατικοί λέβητες υδατόπτωσης
Η συγκεκριμένη κατηγορία λέβητα ενδείκνυται για τη βιομηχανία τροφίμων και όλους τους τύπους συσκευασίας όπως: μικρές και μεγάλες εύκαμπτες συσκευασίες, συσκευασίες σε σακούλες κενού αέρα, συσκευασίες σε πλαστικά σκαφίδια, τρόφιμα σε πλαστικούς ή γυάλινους περιέκτες, κονσέρβες κ.τ.λ. Παράλληλα ενδείκνυται και για τη βιομηχανία φαρμάκων και πιο συγκεκριμένα για συσκευασίες όπως: γυάλινα μπουκάλια, γυάλινες ή πλαστικές αμπούλες, σύριγγες και σακούλες ορού.
Ο παρόν λέβητας εξασφαλίζει τα καλύτερα αποτελέσματα χάρη στην ενισχυμένη αντλία του που επιτρέπει βραχύτερους και πιο ομοιογενείς κύκλους αποστείρωσης. Όλα τα προϊόντα εντός του θαλάμου έχουν την ίδια θερμική επεξεργασία (με σταθερή πίεση θαλάμου), ανεξάρτητα από τη θέση τους. Στη συνέχεια ψυχραίνονται με αποστειρωμένο νερό, ώστε να εξασφαλιστεί το καλύτερο δυνατό αποτέλεσμα.
Ενώ η αποτελεσματικότητα των στατικών λεβήτων υδατόπτωσης έχει αυξηθεί, έχει επιτευχθεί ταυτόχρονα και ο περιορισμός στο ελάχιστο των μηχανικών εξαρτημάτων με αποτέλεσμα την απλοποίηση της συντήρησης, τον περιορισμό των βλαβών στο ελάχιστο και την μείωση του απαιτούμενου χρόνου εκπαίδευσης.
Με λίγα λόγια μέσω της απλοποιημένης αλλά και στιβαρής κατασκευής τους, οι στατικοί λέβητες υδατόπτωσης είναι προσαρμόσιμοι σε πληθώρα προϊόντων, πιο φτηνοί σε κόστος κατασκευής, συντήρησης και λειτουργίας καθώς και πιο αποτελεσματικοί από ποτέ.
Φωτογραφία 2. Στατικός λέβητας υδατόπτωσης τροφίμων
Φωτογραφία 3. Διαδικασία Υδατόπτωσης
Φωτογραφία 4. Στατικός λέβητας υδατόπτωσης Φαρμάκων
Περιστροφικοί λέβητες υδατόπτωσης
Η κατηγορία των περιστροφικών λέβητων υδατόπτωσης, ενδείκνυται για προϊόντα που πρέπει να αναδεύονται λόγω της συσκευασίας τους. Πιο συγκεκριμένα αποτελεί ιδανική λύση για την αποστείρωση προϊόντων σε συσκευασίες όπως: κονσέρβες, βάζα, σακούλες, γυάλινα ή πλαστικά μπουκάλια κ.α. Πρόκειται για μια σειρά μηχανήματων που μπορούν να λειτουργήσουν στην εντέλεια με τα πιο ελαφριά έως και τα πιο βαριά και απαιτητικά προϊόντα.
Η κατασκευή του θαλάμου από ανοξείδωτο χάλυβα (inox), καθώς και η τριγωνική δομή της κατασκευής του, προσφέρει την απαραίτητη αντοχή αλλά και τη μέγιστη απόδοση για κάθε είδους συσκευασία. Επιπλέον, για την αποφυγή του χαρακτηριστικού μαυρίσματος στο άκρο του περιέκτη (συσκευασίας) ή για να μην κολλάνε πορώδη υλικά μεταξύ τους, όπως π.χ. το ρύζι, τα 6 καλάθια που βρίσκονται μέσα στον λέβητα έχουν την δυνατότητα να περιστρέφονται κάτω από την ροή του νερού.
Φωτογραφία 5. Ενισχυμένη κατασκευή Περιστροφικού λέβητα υδατόπτωσης
Φωτογραφία 6. Καλάθια φόρτωσης τύπου PSR
Η περιστροφή αυτή αποτελεί και την καλύτερη μέθοδο μεταφοράς της θερμότητας στην συσκευασία. Η διαδικασία αποστείρωσης είναι η ίδια όπως στην μέθοδο που περιγράψαμε παραπάνω, τους στατικούς λέβητες υδατόπτωσης. Επιπλέον, υπάρχει και η δυνατότητα ανάδευσης μέσα στα καλάθια η οποία εγγυάται την καλύτερη ποιότητα των προϊόντων, αλλά και οποιαδήποτε άλλη εξειδικευμένη εφαρμογή που μπορεί να χρειάζεται το προϊόν.
Ο συγκεκριμένος μηχανισμός έχει ένα μεγάλο εύρος προσαρμοστικότητας στις ανάγκες των προϊόντων που υποδέχεται και είναι 100% ασφαλής, καθώς εγγυάται πως τα προϊόντα μέσα στα καλάθια δεν θα σπάσουν η φθαρούν σε καμία περίπτωση. Με αυτόν τον τρόπο ελαχιστοποιούνται οι απώλειες και διακοπές στη διαδικασία παραγωγής.
Με λίγα λόγια οποιοδήποτε και αν είναι το προϊόν, αυτού του είδους ο λέβητας εγγυάται το καλύτερο αποτέλεσμα κατά την διαδικασία αποστείρωσης.
Λέβητες υδατόπτωσης με ανάδευση
Οι λέβητες υδατόπτωσης με ανάδευση είναι σχεδιασμένοι για όλων των ειδών τα ρευστά και παχύρευστα υγρά προϊόντα (όπως γαλακτοκομικά, σάλτσες, αναψυκτικά κ.α.) . Το βασικό προτέρημα αυτής της τεχνολογίας είναι το χαμηλό κόστος των μηχανήματων καθώς και ο μηχανισμός της ελαφριάς ανάδευσης των προϊόντων.
Ένας μεταφορέας με αλυσίδα που διαπερνά τον λέβητα από άκρη σε άκρη, δημιουργεί μια διαμήκη αλλά απαλή κίνηση λίγων εκατοστών στον οριζόντιο άξονα μερικές φορές το λεπτό. Η λύση αυτή ενδείκνυται για την αποστείρωση υγρών ή χαμηλού ιξώδους προϊόντων καθώς και για γαλακτοκομικά προϊόντα.
Χάρη στο κενό που υπάρχει μέχρι το καπάκι, μια φούσκα αέρα δημιουργείται μέσα στα δοχεία που εξασφαλίζει το ανακάτεμα του υγρού και έτσι αποφεύγεται ο σχηματισμός «δέρματος» και του «μαυρίσματος» κατά τη διάρκεια της αποστείρωσης.
Με αυτή την διαδικασία, παραδείγματος χάρη, τα γαλακτοκομικά προϊόντα δεν καραμελοποιούνται χάρη στην ανακίνηση χαμηλής συχνότητας.
Αυτή η εφαρμογή του λέβητα έχει και το μικρότερο κόστος από όλες, καθώς η τεχνολογία επιτρέπει την αποστείρωση πολλαπλών μεγεθών μπουκαλιών και κονσερβών με το ίδιο «καλάθι». Σε άλλες τεχνολογίες ανάδευσης τα καλάθια πρέπει να προσαρμόζονται στο μέγεθος και τον τύπο των συσκευασιών. Παρόλα αυτά, η διαδικασία αποστείρωσης παραμένει ακριβώς η ίδια όπως και στους στατικούς λέβητες υδατόπτωσης και προφανώς το αποτέλεσμα είναι εξίσου άψογο, με μικρότερο κόστος επένδυσης (δεν απαιτούνται πολλά καλάθια).
Φωτογραφία 8. Ανάδευση μπουκαλιού γάλακτος
Φωτογραφία 9. Ειδικά διαμορφωμένα καλάθια σύμφωνα με το προϊόν, για τη διαδικασία αποστείρωσης με ανάδευση
Λέβητες ατμού
Τελικώς, έχουμε τους λέβητες ατμού που ειδικεύονται σε μικρές εύκαμπτες συσκευασίες (σακούλες) καθώς και σε προϊόντα ζωοτροφών. Πρόκειται για την πιο κλασική τεχνολογία αποστείρωσης.
Αυτή η τεχνολογία μπορεί να θεωρηθεί πιο επικίνδυνη λόγω της εσωτερικής πίεσης που δημιουργεί ο ατμός. Για αυτό το λόγο, δίνεται πολύ μεγάλη σημασία στην ασφάλεια. Το συγκεκριμένο είδος λέβητα διαθέτει πόρτα που κλείνει αυτόματα και είναι μηχανικά ασφαλισμένη, σε όλη την διάρκεια του κύκλου αποστείρωσης. Παρόλα αυτά δίνει διάφορες δυνατότητες. Μια από αυτές, είναι η δυνατότητα προθέρμανσης του θαλάμου με ατμό που είναι ελεγχόμενος (π.χ. προθέρμανση στους 100 βαθμούς στα 0.2 bars) έτσι ώστε να αποφεύγονται ανεπιθύμητες διαδικασίες όπως ο βρασμός.
Με την ίδια λογική του ελέγχου μιας «ανεξέλεγκτης» μεθόδου όπως ο ατμός, η τεχνολογία λέβητα ελέγχει με απίστευτη ακρίβεια την θερμοκρασία και την πίεση, ώστε να παραμένουν στα ίδια επίπεδα παντού εντός του θαλάμου. Αυτό επιτυγχάνεται χάρη ενός ηλεκτρονικού κυκλώματος ελέγχου που μετριάζει αυτές τις παραμέτρους, σε συνδυασμό με τον ανεμιστήρα και τη βαλβίδα υψηλής ακρίβειας. Επιπρόσθετα τα αποστειρωμένα υγρά που χρησιμοποιούνται κατά την διαδικασία αποστείρωσης ανακυκλώνονται και επαναχρησιμοποιούνται, με αποτέλεσμα να μειώνεται το κόστος χρήσης και να αυξάνεται η αποτελεσματικότητα της μεθόδου.
Επιπλέον υπάρχουν και υγρά συμπύκνωσης για αύξηση του παραγόμενου ατμού, για να επιτευχθεί το καλύτερο αποτέλεσμα. Στο κάτω τμήμα του θαλάμου συσσωρεύεται ο ατμός και τα υγρά συμπύκνωσης όταν έρθει η ώρα της ψύξης. Αφού αποστειρωθούν ξανά τα υγρά, εκτελείται πλέων έγχυση κρύου νερού στο δοχείο μέσω δύο πλευρικών κεφαλών ψεκασμού ώστε να γίνει ήπια και ελεγχόμενη ρήξη της θερμοκρασίας.
Πρόκειται για μια διαχρονική εφαρμογή αποστείρωσης που προσαρμόζεται εύκολα στις ανάγκες του χειριστή της και που διαθέτει πολύ αποτελεσματικό σύστημα ψύξης.
Φωτογραφία 10. Παράδειγμα κύκλου αποστείρωσης
Φωτογραφία 11: Λέβητας ατμού
Φωτογραφία 12. Εσωτερικό του λέβητα ατμού
Εν κατακλείδι, οι λέβητες αποστείρωσης αποτελούν την πιο απλοποιημένη και ελεγχόμενη διαδικασία αποστείρωσης προϊόντων. Με την σωστή αποστείρωση προστατεύονται και οι εταιρίες παραγωγής από ατυχή γεγονότα καθώς και ο τελικός καταναλωτής από την χρήση ακατάλληλων για την υγεία του προϊόντων. Επιπλέον, προστίθεται αξία στο τελικό προϊόν καθώς εξασφαλίζεται η ποιότητα και τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του.
Βιβλιογραφία
- Γεώργιος Καραπαναγιώτης. Διπλωματική εργασία: «Απολύμανση – Καθαρισμός – Σύγχρονες απαιτήσεις υγιεινής στη βιομηχανία τροφίμων». Αθήνα: Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Τμήμα Χημικών Μηχανικών. 2012
- Website: www.steriflow.com
* Ο Παναγιώτης Χαραλάμπους είναι Ηλεκτρολόγος Μηχανικός Τ.Ε.
και ο Νίκος Γεωργιλόπουλος είναι Φοιτητής Μηχανολόγoς Μηχανικός UCL
Το παρόν άρθρο δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Συσκευασία, σελ. 19- 23
