Na długo przed uchwaleniem w 2011 r. ustawy o bezpieczeństwie żywności i modernizacji (FSMA) amerykańscy przetwórcy żywności mieli obowiązek, na mocy kodeksu przepisów federalnych (21 CFR 110), produkować bezpieczną i zdrową żywność. Oprócz zgodności z przepisami, troska o konsumentów i markę to kolejne powody, dla których należy zająć się potencjalnymi zagrożeniami w zakładzie.    

Na przestrzeni lat w różnych wytycznych i normach branżowych opracowano metody mające na celu poprawę bezpieczeństwa żywności. Są to podejścia zarządcze i projekty urządzeń, które pomagają poprawić bezpieczeństwo i jakość żywności. Jedną z praktycznych wskazówek jest plan analizy zagrożeń i krytycznych punktów kontroli (HACCP). W rzeczywistości jest on wymagany w przypadku niektórych procesorów. 

Czym jest plan HACCP?

W planie HACCP właściciel procesu identyfikuje wszystkie „krytyczne punkty kontroli” w całym procesie. Są to miejsca, w których zanieczyszczenie biologiczne, chemiczne lub fizyczne mogłoby potencjalnie przedostać się do procesu i/lub zanieczyścić produkt. W przypadku każdego wskazanego punktu placówka wdraża środki mające na celu ograniczenie zagrożenia do akceptowalnych granic.

Dlaczego media mają znaczenie w planie HACCP?

Niezależnie od tego, czy wdrożenie planu HACCP w Twojej firmie jest obowiązkowe czy dobrowolne, filtracja powinna być jego najważniejszym elementem.

W większości procesów produkcyjnych wykorzystuje się sprężone powietrze, gazy takie jak azot, wodę i inne ciecze, a także parę przemysłową lub kulinarną. Media te są głównymi źródłami oleju, drobnoustrojów i cząstek stałych, które albo trafiają do nich ze źródeł zewnętrznych, albo są pobierane przez urządzenia procesowe. Głównym sposobem kontroli tych zagrożeń dla mediów jest filtracja.

Czym różnią się plany HARPC i HACCP i który z nich ma zastosowanie w moim zakładzie?

Planowanie analizy zagrożeń i kontroli zapobiegawczej opartej na ryzyku (HARPC) dotyczy ryzyka w całym łańcuchu dostaw firmy. Zgodnie z ustawą o modernizacji i bezpieczeństwie żywności z 2011 r. praktycznie każda placówka musi mieć plan bezpieczeństwa żywności HARPC.

Planowanie HACCP koncentruje się na zarządzaniu ryzykiem zanieczyszczenia w ramach procesu. FMSA wymaga stosowania planów HACCP w przypadku przetwórców soków, owoców morza, drobiu i mięsa, a ponadto zaleca ich stosowanie wszystkim przetwórcom żywności. 

Gdzie filtracja jest zazwyczaj potrzebna w kontekście mediów?

Ogólnie rzecz biorąc, można wyróżnić trzy obszary, w których występuje ryzyko zanieczyszczenia mediów i gdzie filtracja ma kluczowe znaczenie:

1.  Pomieszczenia gospodarcze

Pomieszczenie gospodarcze to miejsce, w którym znajdują się przyłącza wodne, kotły, zbiorniki i generatory. Ponieważ jest to punkt początkowy dla mediów rozprowadzanych po całym zakładzie, wszelkie zanieczyszczenia wody, powietrza/gazów lub pary na tym wczesnym etapie mogą przedostać się dalej.

Wstępna filtracja jest ważna, gdy media opuszczają ten obszar i wchodzą do procesu.

2.    Punkty użytkowania

Po przejściu przez rurociągi lub zbiorniki zakładu media mogą mieć bezpośredni lub pośredni kontakt z żywnością. Filtry stanowią dla procesorów ważny krok przed użyciem mediów w procesie. Filtry do sterylnego powietrza, sterylnej cieczy i pary kulinarnej najlepiej jest umieszczać w miejscu użytkowania każdej linii mediów.

3.    Przed zapakowaniem

Przed uszczelnieniem istnieje ostatnia możliwość usunięcia pozostałych zanieczyszczeń. Wszelka woda, para lub sprężone powietrze używane do formowania, czyszczenia lub otwierania opakowań również powinny zostać najpierw przefiltrowane.

Jak filtrować ciecz, powietrze i parę w moim procesie?

Każdy proces produkcji żywności jest wyjątkowy i podlega określonym wytycznym branżowym, takim jak 3-A Sanitary Standards, British Retail Consortium (BRC) i inne. Istnieją jednak ogólne zasady, które mają zastosowanie do filtracji mediów w większości procesów produkcyjnych. Poniżej przedstawiono zagrożenia specyficzne dla każdego rodzaju mediów oraz najlepsze praktyki filtrowania w krytycznych punktach kontroli.

Powietrze i gazy

Zastosowania i zagrożenia

Sprężone powietrze przemieszcza składniki, nadaje teksturę żywności, suszy sprzęt i formuje pojemniki metodą rozdmuchiwania. Inne gazy wykorzystywane w przetwórstwie żywności to czysty tlen, dwutlenek węgla i azot. Ze względu na obecność kondensatu i środków smarnych urządzenia wytwarzające lub przechowujące te media mogą stać się siedliskiem mikroorganizmów. W przypadku korzystania ze zbiorników zasilających, wymiana zbiorników może również narazić otwarte linie na zanieczyszczenia unoszące się w powietrzu.

Wskazówka: Aby uzyskać najlepszą skuteczność wychwytywania oleju i kondensatu ze sprężonego powietrza, należy wybrać filtr oleofobowy i hydrofobowy, który został przetestowany w warunkach wilgotnych.

Praktyki filtracyjne

W pomieszczeniu gospodarczym należy przygotować sprężone powietrze tak, aby pozostawało suche i wolne od oleju w momencie wlotu do procesu. Można to zrobić za pomocą separatora cyklonowego, który oddziela większą część cieczy, jednego lub kilku wstępnych filtrów koalesyjnych o wielkości porów od 1 do 5 mikronów, które wychwytują aerozole olejowe, oraz osuszacza powietrza adsorpcyjnego, który usuwa pozostałe opary. Dalej, gdzie w procesie wymagane jest sterylne powietrze, w każdym punkcie użytkowania należy zastosować filtr końcowy o bezwzględnej wartości znamionowej 0,2 mikrona na urządzeniach wtryskowych.

Media Donaldson LifeTec są składane w plisy wewnątrz klatki z polipropylenu, które zwiększają powierzchnię filtracji o 20% w celu wychwytywania większej liczby zanieczyszczeń bez ograniczania przepływu cieczy. Większe pory po stronie wlotowej zwężają się ku mniejszym porom po stronie wylotowej, co powoduje powstanie określonego zakresu odcięcia w wartościach mikronowych. Konstrukcja klatki jest również zaprojektowana tak, aby wytrzymać wyginanie i zapadanie się pod wpływem dużych przepływów. Materiał filtracyjny LifeTec został opracowany przy udziale wiodących producentów napojów. 

Filtry wgłębne P-SRF z borokrzemianu firmy Donaldson charakteryzują się wskaźnikiem retencji wynoszącym 99,99999% (LRV 7) dla cząstek o wielkości 0,2 mikrona i większych, co gwarantuje bezpieczną i sterylną filtrację sprężonego powietrza, gazów technicznych i zastosowań wentylacyjnych. Filtry wyposażone są w osłonę wewnętrzną i zewnętrzną oraz zaślepki ze stali nierdzewnej, dzięki czemu charakteryzują się wysoką stabilnością termiczną i mechaniczną, wytrzymując do 250 cykli sterylizacji parą. 

Woda

Zastosowania i zagrożenia

Wodę procesową stosuje się do mycia i sterylizacji, nawadniania i gotowania, ogrzewania kotłów i zasilania systemów odzyskiwania produktu. Rury i studnie miejskie mogą gromadzić zanieczyszczenia, a urządzenia, takie jak kotły, mogą z czasem ulegać degradacji i gromadzić osady. Gdy wymagana jest woda w postaci składnika, węgiel aktywowany stosowany w dechlorowaniu może sam stać się źródłem pożywienia dla biofilmu bakteryjnego, który zanieczyszcza drogie membrany odwróconej osmozy (RO). 

Wskazówka: Jeśli Twoja membrana odwróconej osmozy (RO) wytrzymuje dwa lata lub krócej ze względu na nagromadzenie się biofilmu, należy poprawić filtr wstępny. Plisowane medium o sprawdzonej skuteczności wychwytywania zapewni lepszą ochronę odwróconej osmozy (RO) i pozwoli obniżyć koszty.

Praktyki filtracyjne

W pomieszczeniu gospodarczym woda źródłowa powinna być wstępnie filtrowana przez nominalny filtr polipropylenowy o głębokości 10 mikronów — jest to poziom akceptowalny w przypadku stosowania metody pary na miejscu (SIP) lub czyszczenia na miejscu (CIP). W przypadku wyższych poziomów zawiesin konieczne może być zastosowanie serii wstępnych filtrów cieczy o wielkości porów 50, 20 lub 10 mikronów. Na liniach wodnych przeznaczonych do mycia, gotowania, mieszania lub stacji wtryskowych — bezpośredniego i pośredniego kontaktu z żywnością — należy umieścić sterylne filtry zatrzymujące bakterie o wielkości porów 0,2 mikrona. Ten stopień filtracji pozwala na produkcję wody równoważnej wodzie pasteryzowanej. 

Media Donaldson LifeTec są składane w plisy wewnątrz klatki z polipropylenu, które zwiększają powierzchnię filtracji o 20% w celu wychwytywania większej liczby zanieczyszczeń bez ograniczania przepływu cieczy. Większe pory po stronie wlotowej zwężają się ku mniejszym porom po stronie wylotowej, co powoduje powstanie określonego zakresu odcięcia w wartościach mikronowych. Konstrukcja klatki jest również zaprojektowana tak, aby wytrzymać wyginanie i zapadanie się pod wpływem dużych przepływów. Materiał filtracyjny LifeTec został opracowany przy udziale wiodących producentów napojów. 

Para

Zastosowania i zagrożenia

Para wodna klasy przemysłowej stanowi pośrednie źródło ciepła, natomiast para wodna klasy kulinarnej jest stosowana do gotowania żywności metodą wtryskową lub do sterylizacji powierzchni mających kontakt z żywnością. Chociaż temperatura pary uniemożliwia rozwój drobnoustrojów, korozja stanowi większe ryzyko zanieczyszczenia przewodów parowych wykonanych ze stali węglowej lub ocynkowanej, które są poddawane ciągłej kondensacji i wysokiej temperaturze. Rdza może zanieczyścić żywność, zatkać przewody natryskowe i uszkodzić urządzenia ze stali nierdzewnej. 

Elementy filtrów parowych P-EG firmy Donaldson są przeznaczone do oczyszczania pary przemysłowej i kulinarnej, o zakresie wydajności od 100 do 17 000 funtów na godzinę przy ciśnieniu 3 barów/50 psig. Przy dużych natężeniach przepływu utrzymują niską różnicę ciśnień, co przekłada się na większą efektywność energetyczną. Seria P-EG obejmuje 20 rozmiarów o różnych przyłączach i wykończeniach.

Praktyki filtracyjne

Utrzymywanie względnie suchej pary zmniejsza ryzyko korozji i minimalizuje przedostawanie się wody kotłowej do produktu. Aby usunąć skropliny, należy umieścić wstępny filtr koalescencyjny (nazywany separatorem wstępnym) na każdym przewodzie parowym tuż przed zaworami redukcyjnymi ciśnienia w procesie. Mniejsza kondensacja pomaga zapobiegać przedwczesnemu zużyciu zaworów. Następnie w każdym miejscu użytkowania należy umieścić końcowy filtr pary. Para o jakości kulinarnej do bezpośredniego wtrysku lub CIP/SIP wymaga filtracji, która usuwa 95% cząsteczek o wielkości 2 mikronów.

Wskazówka: W wyższych temperaturach i ciśnieniach filtry z rurkami węglowymi mogą uwalniać cząsteczki. Wybierz stal nierdzewną wysokiej jakości — zwłaszcza jeśli Twój proces podlega przepisom rozporządzenia w sprawie mleka pasteryzowanego. 

Czy istnieją jakieś praktyczne zasady dotyczące rozmieszczenia filtrów?

Skuteczne i wydajne

Filtracja opiera się na odpowiedniej wydajności przy właściwym rozmiarze mikronowym i we właściwej lokalizacji. Oto ważne zasady, o których należy pamiętać podczas planowania systemu filtracji powietrza/gazu, cieczy i pary wodnej, a następnie jego konserwacji:

• Redundancja: Filtry zamontowane w wielu punktach linii energetycznej są bardziej niezawodne niż jeden filtr. Użyj sekwencji filtrów: Zabezpiecz drogie mikrofiltry znajdujące się za urządzeniem, instalując przed nim filtry wstępne.

• Dystans: Przewody systemowe między pomieszczeniem gospodarczym a punktem kontaktu z żywnością mogą wprowadzać kondensację, olej, zanieczyszczenia i drobnoustroje. Umieść filtry końcowe jak najbliżej punktów użytkowania.

• Konserwacja: Używaj manometrów przed i za filtrami, aby monitorować nagłe wahania ciśnienia, które mogą być oznaką uszkodzenia. Wymieniaj filtry przy ustalonym spadku ciśnienia.

Jak mogę sprawdzić, czy filtr będzie skuteczny?

Na etykietach filtrów wydajność wychwytywania jest wyrażana jako „wartości redukcji obciążenia” lub LRV. Określa ona procent zanieczyszczeń na wcześniejszym etapie układu, które filtr jest w stanie zredukować. Wartość LRV na poziomie 7 log oznacza, że potwierdzono, iż filtr o wielkości porów 0,2 mikrona redukuje 99,999998% (7 dziewiątek) zanieczyszczeń o średnicy 0,2 mikrona. Wszystkie filtry Donaldson mają klasę LRV równą 7, co stanowi najwyższy standard w branży.

Co należy wiedzieć o wyborze filtrów?

Dokonuj ostrożnego wyboru elementów filtrujących. Produkcja filtrów nie jest standaryzowana, dlatego warto zapoznać się z kartami danych technicznych. Nawiąż współpracę z producentem filtrów, który pomoże Ci zrozumieć jego produkty i wziąć pod uwagę następujące kwestie:

• Wskaźniki: Zwróć uwagę na wskaźnik wydajności (procent wychwytywania), a nie tylko na wielkość mikronową. Przykładowo filtr oznaczony jako filtrujący „całkowicie” dla cząstek o wielkości 2 mikronów powinien zostać sprawdzony przez producenta w testach w celu wychwycenia 99,98% wszystkich cząstek o wielkości 2 mikronów.

• Media filtracyjne: Szukaj filtrów o długiej żywotności, wybieraj wkłady filtracyjne zamiast elementów rozdmuchiwanych z roztopionego materiału. Filtry wkładowe plisowane mają 12 razy większą powierzchnię i pojemność roboczą, co zapewnia dłuższą żywotność filtra.

• Certyfikaty: Szukaj urządzeń i produktów oznaczonych symbolem 3-A. Oznacza to, że niezależna strona trzecia zweryfikowała ich projekt sanitarny, w tym klasę stali i minimalną liczbę miejsc, w których mogą gromadzić się bakterie.

• Zwrot z inwestycji: Myśl w kategoriach integralności i cyklu życia. Ciężkie warunki przetwarzania, czyszczenia i sterylizacji szybko zużywają filtry. Jak wspomniano wcześniej, filtry wykonane metodą rozdmuchiwania materiału mogą być na początku tańsze, ale filtry plisowane renomowanego producenta mogą wytrzymać więcej sterylizacji i zapewnić większą wydajność wychwytywania, co pozwala ograniczyć ryzyko zanieczyszczenia, a jednocześnie obniżyć ogólne koszty.   

Ważne ostrzeżenie dotyczące etykietowania filtrów powietrza sterylnego

Nie zakładaj, że filtr przeznaczony do wychwytywania bardzo małych cząsteczek (np. 0,01 mikrona) jest lepszy od filtra o wielkości 0,2 mikrona. Niektórzy producenci wysuwają takie twierdzenia i mogą one być mylące. W rzeczywistości cząstki o wielkości 0,01 mikrona są dość łatwe do wychwycenia, ponieważ poruszają się po chaotycznych torach — jest to zasada znana jako ruchy Browna. Cząstka o wielkości 0,2 mikrona jest najtrudniejszą do wychwycenia cząstką i średnio jest to najmniejsza wielkość bakterii potencjalnie obecnych w procesie. Jeśli na przykład Twoja aplikacja wymaga sterylnego filtra powietrza, konieczne jest użycie filtra o wielkości porów 0,2 mikrona i wysokiej skuteczności wychwytywania. Normy dotyczące przemysłu spożywczego i napojów wymagają, aby wartość logarytmu redukcji (LRV) wynosiła 5 lub więcej, co wymaga stosowania filtra, który został zweryfikowany pod kątem wychwytywania 99,9998% zanieczyszczeń. Filtry firmy Donaldson przewyższają tę normę, mając zweryfikowaną wartość LRV wynoszącą 7.

Czy istnieją zasoby, które pomogą rozpocząć korzystanie z najlepszych praktyk filtracji?

Istnieje wiele norm i przepisów regulujących kwestie sterylnego powietrza, pary i płynów stosowanych w przetwórstwie. Aby zapoznać się z informacjami na temat aktualnych organów normalizacyjnych oraz procesów i urządzeń, którymi się zajmują, pobierz nasz przegląd przepisów i najlepszych praktyk.

Mimo że każdy zakład jest wyjątkowy, można wskazać wspólne cechy zakładów produkujących określone produkty spożywcze i napoje. Firma Donaldson opracowała kilka przewodników po rozwiązaniach filtracyjnych dla określonych zastosowań w produkcji żywności i napojów. Pamiętaj, że służą one rozpoczęciu myślenia projektowego i nie powinny być stosowane bez indywidualnej weryfikacji dotyczącej konkretnego obiektu i procesów.