Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Сжатый воздух является четвертой по важности коммунальной службой в производственных помещениях после воды, электричества и природного газа. В пищевой промышленности сжатый воздух играет критически важную роль, используясь для множества операций от транспортировки ингредиентов до упаковки готовой продукции. Однако при неправильной подготовке сжатый воздух может стать источником серьезного загрязнения, способного нанести вред здоровью потребителей и репутации производителя.
Сжатый воздух применяется в пищевом производстве для следующих целей: пневматическая транспортировка жидкостей, порошков и влагочувствительных продуктов, приведение в действие пневматического оборудования для обработки мясных продуктов, аэрация жидкостей и смешивание гранулированных ингредиентов, упаковка, обертывание, запечатывание и маркировка пищевых продуктов перед хранением или отправкой. При типичной летней температуре 21 градус Цельсия и относительной влажности 70 процентов, система производительностью 170 кубических метров в час за сутки захватывает около 74 литров воды в газообразной форме.
Международный стандарт ISO 8573-1:2010 является основным документом для определения качества сжатого воздуха. Стандарт классифицирует три основных типа загрязнителей: твердые частицы, воду (в жидкой и парообразной форме) и масло (включая аэрозоли и пары). Каждая категория имеет от пяти до десяти различных классов чистоты, где более низкий номер класса означает более высокую степень чистоты.
Для пищевой промышленности Британское общество сжатого воздуха (BCAS) в своем руководстве Best Practice Guideline 102 рекомендует минимальный стандарт качества ISO 8573-1:2010 класс 2:2:1 для сжатого воздуха, имеющего прямой контакт с пищевыми продуктами, и класс 2:4:2 для косвенного контакта. Это означает класс 2 для твердых частиц, класс 2 для воды и класс 1 для масла при прямом контакте.
Нечистый сжатый воздух содержит многочисленные потенциально вредные или опасные загрязнители, которые должны быть удалены или снижены до приемлемых уровней для защиты потребителей и обеспечения безопасного производства.
В пневматических системах управления твердые частицы засоряют отверстия клапанов, влияют на точность измерений и царапают стенки пневматических цилиндров, вызывая утечки. Частицы могут ограничивать поток через воздушные форсунки, используемые для очистки поверхностей при подготовке пищи, или негативно влиять на консистенцию напыляемых покрытий на пищевых продуктах. Для достижения рекомендуемой классификации ISO 8573.1 класс 2 по удалению твердых частиц необходим фильтр с рейтингом 1,0 микрон.
Влага портит пищевые продукты, вызывает отказы пневматического оборудования и способствует росту бактерий в трубопроводах сжатого воздуха. Системы сжатого воздуха, обслуживающие пищевую промышленность, должны поддерживать сухие условия без влаги, снижая риск роста микроорганизмов. Поскольку сжатый воздух, используемый в пищевых операциях, может напрямую контактировать с пищей, требуется осушитель сжатого воздуха, обеспечивающий точку росы под давлением ниже нуля.
При температуре 21°C и относительной влажности 70% воздух содержит приблизительно 13 граммов воды на кубический метр. При сжатии до 7 бар способность удерживать воду снижается до примерно 1,6 грамма на кубический метр. Избыточная влага конденсируется и должна быть удалена.
Объем конденсата за 24 часа = (13 - 1,6) г/м³ × 170 м³/ч × 24 ч = 46 392 мл ≈ 46,4 литра воды
В зависимости от расположения всасывающего отверстия компрессора, уровни масляных паров в промышленных зонах могут содержать от 20 до 30 частей на миллион переносимых воздухом углеводородных аэрозолей. Углеводородные пары, являющиеся основным компонентом сгорания ископаемого топлива, конденсируются в системе трубопроводов при охлаждении, образуя жидкий загрязнитель. Поскольку сжатый воздух может иметь прямой и косвенный контакт с пищевой обработкой, требуется повышенный уровень фильтрации.
Осушение сжатого воздуха является критически важным этапом подготовки для пищевой промышленности. Существует два основных типа осушителей: рефрижераторные и адсорбционные (десикантные).
Рефрижераторные осушители работают по принципу охлаждения сжатого воздуха. Насыщенный воздух поступает в предварительный охладитель с теплообменником воздух-воздух и предварительно охлаждается исходящим холодным воздухом. Затем предварительно охлажденный сжатый воздух поступает в теплообменник воздух-хладагент, где тепло удаляется непосредственно из сжатого воздуха холодильной системой до температуры от 1 до 4 градусов Цельсия.
По мере охлаждения воздуха водяной пар конденсируется в жидкие капли. Сконденсированные капли затем удаляются из воздушного потока в сепараторе и автоматически сбрасываются в дренаж через автоматический конденсатоотводчик. Наконец, воздух проходит через вторичную сторону теплообменника воздух-воздух, где он повторно нагревается входящим горячим воздухом.
Десикантные осушители удаляют водяной пар из воздуха с помощью адсорбции. Адсорбирующий материал притягивает молекулы воды и связывает их с поверхностью материала. Десикантные осушители обычно используют активированный оксид алюминия или молекулярные сита в качестве адсорбента. Большинство десикантных осушителей имеют две башни, заполненные десикантными шариками, для непрерывной работы.
Пока одна башня сушит воздух от компрессора, десикант в другой башне регенерируется после снижения давления в башне до атмосферного. Регенерация может осуществляться с использованием временного цикла или по требованию путем измерения температуры или влажности в десикантных башнях или путем измерения точки росы воздуха, выходящего из работающей башни.
При выборе осушителя для пищевой промышленности необходимо учитывать несколько факторов. Десикантные осушители способны снижать точку росы сжатого воздуха до минус 40 градусов Цельсия или даже до минус 100 градусов Цельсия. Это гораздо более сухой воздух, чем способен производить рефрижераторный осушитель. Если требуется сверхсухой воздух для процессов (классы качества ISO 1, 2 и 3), десикантный осушитель является единственным выходом.
Десикантные осушители также необходимы, если применения работают в условиях замерзания, поскольку рефрижераторные осушители не способны снижать точку росы достаточно низко, чтобы избежать замерзания конденсата при работе при очень низких температурах. При точке росы минус 40 градусов Цельсия микроорганизмы не могут расти, что критически важно для безопасности пищевых продуктов.
Система фильтрации сжатого воздуха для пищевой промышленности должна обеспечивать многоступенчатую очистку от различных типов загрязнителей. Правильно спроектированная система фильтрации включает несколько последовательных этапов.
Центробежные водоотделители устраняют до 99 процентов объемного жидкого загрязнения из системы сжатого воздуха и газа, снижая дорогостоящие простои. Они устанавливаются первыми в линии обработки воздуха и удаляют крупные капли воды и масла до того, как воздух попадет в более тонкие фильтры.
Фильтры для твердых частиц предназначены для удаления пыли, грязи, ржавчины и других твердых загрязнителей размером от 0,01 до 40 микрон. Для пищевой промышленности рекомендуется использование фильтров с эффективностью фильтрации до 99,99 процентов для частиц размером 1 микрон, что соответствует требованиям класса 2 по ISO 8573-1.
Коалесцирующие фильтры являются ключевым элементом системы очистки воздуха для пищевой промышленности. Они специально разработаны для удаления масляных аэрозолей, водяных капель и мелких твердых частиц размером до 0,01 микрон. Процесс коалесценции заключается в том, что мелкие капли объединяются, образуя более крупные капли, которые могут быть легче собраны и удалены.
Высокоэффективный коалесцирующий фильтр способен удалять твердые и жидкие аэрозоли размером 0,01 микрон и более. Остаточное содержание масла должно составлять 0,007 частей на миллион или меньше, что соответствует требованиям ISO 8573-1 класс 1 для масла. Коалесцирующие фильтры должны иметь автоматические дренажные системы для удаления собранного конденсата.
Фильтр с активированным углем, установленный последовательно после коалесцирующего фильтра, также рекомендуется устанавливать ниже по потоку. Адсорбционный фильтр удалит следы запахов и масляных паров до 0,003 частей на миллион по весу. Эта комбинация фильтров обеспечит достижение указанных уровней фильтрации согласно ISO 8573-1 класс 1 для удаления масла и паров.
Активированный уголь имеет огромную площадь поверхности благодаря миллионам микроскопических пор. Один грамм активированного угля может иметь площадь поверхности до 1000 квадратных метров. Молекулы масляных паров и углеводородов адсорбируются (прилипают) к этой поверхности, эффективно удаляясь из воздушного потока. Активированный уголь способен снижать содержание масла до 0,003 миллиграмма на кубический метр.
Критически важным является правильное размещение фильтров в системе. Централизованная фильтрация в компрессорной должна включать этапы 1-3B для всего объема воздуха. Однако для точек прямого контакта с пищевыми продуктами необходима дополнительная децентрализованная фильтрация максимально близко к точке использования, включая обязательный стерильный фильтр.
Стерильная фильтрация является абсолютно необходимой для любого применения, где сжатый воздух напрямую или косвенно контактирует с пищевыми продуктами. Микробиологическое загрязнение представляет собой один из самых серьезных рисков для безопасности пищевых продуктов.
Миллионы микроорганизмов попадают в систему воздуха через всасывающий патрубок компрессора. Всасывающие фильтры не удаляют эти жизнеспособные частицы. При стандартном системном давлении 7 бар концентрация бактерий в сжатом воздухе в семь раз выше, чем в окружающем воздухе. Теплая, темная, влажная среда внутри системы сжатого воздуха является идеальным условием для процветания и роста микробов.
Системы сжатого воздуха могут содержать питательные вещества, необходимые для роста микробов, а именно воду, масло и теплые температуры. Поддержание точки росы минус 40 градусов Цельсия может подавлять рост микробов, но не уничтожит их. Бактериальные споры могут быть устойчивы к ультрафиолету, высыханию или нагреву и могут оставаться в состоянии покоя в течение длительных периодов, создавая потенциал для повторяющейся проблемы.
Стерильный фильтр для воздуха определяется как фильтр, который при испытании минимум 10 миллионами колониеобразующих единиц Brevundimonas diminuta на квадратный сантиметр эффективной площади фильтрации, будет воспроизводимо производить стерильный сток, свободный от жизнеспособных микроорганизмов в отфильтрованном воздухе.
Современные стерильные мембранные фильтры обычно изготавливаются из политетрафторэтилена (PTFE) благодаря высокой степени естественной гидрофобности этого материала. Они имеют фиксированную структуру пор без возможности изгиба фильтрующего материала или выгрузки загрязнений. Очень тонкие поры мембранных фильтров и узкое распределение размеров пор обеспечивают превосходную способность удерживания как при жидкостном, так и при аэрозольном бактериальном испытании.
Полная линейка стерильных фильтров предлагает эффективность фильтрации больше или равную 99,99998 процента при размере частиц 0,2 микрона. Это означает, что из 100 миллионов бактерий только 2 могут пройти через фильтр.
Уровень удержания: log₁₀(100 000 000 / 2) = 7,7 log (что превышает требуемые 7 log или 99,99999%)
Корпус стерильного фильтра должен быть изготовлен из нержавеющей стали, чтобы гарантировать отсутствие коррозии. Коррозия создается окислением и образованием нежелательных частиц, некоторые из которых служат пищей для бактерий. Поверхность корпуса из нержавеющей стали должна быть высоко полированной, поскольку шероховатая поверхность неполированного корпуса создает укрытия, в которых бактерии продолжают расти.
Высококачественные элементы стерильных фильтров должны быть доступны с валидацией FDA и EC, и конечные пользователи должны настаивать на том, чтобы картриджи поставлялись в запечатанной и стерильной упаковке для обеспечения целостности фильтрации и гарантии валидации на каждом уровне.
Согласно рекомендациям Британского общества сжатого воздуха и международной практике, системы сжатого воздуха в пищевой промышленности классифицируются на три типа в зависимости от риска контакта с пищевыми продуктами.
В системах прямого контакта сжатый воздух непосредственно контактирует с незащищенными пищевыми продуктами, такими как напитки, мясо, овощи. Воздух используется для транспортировки, смешивания, а также для общего производства продуктов питания. Это применение требует самых строгих стандартов качества воздуха.
Результат: ISO 8573-1:2010 [2:2:1] + стерильная фильтрация
В этой категории сжатый воздух используется для приведения в действие пневматического оборудования, контактирующего с пищевыми продуктами, или находится в непосредственной близости от открытых пищевых продуктов. Существует высокий риск, что воздух может контактировать с продуктом из-за утечек в оборудовании или при техническом обслуживании.
Результат: ISO 8573-1:2010 [2:4:2] как минимум
Заводской воздух для применений, где абсолютно нет контакта с пищевыми продуктами или упаковочным оборудованием. Это применения, такие как пневматические инструменты в мастерских, системы управления вне производственных зон, общие пневматические приводы.
Важно понимать, что в большинстве пищевых предприятий более 50 процентов сжатого воздуха идет на применения заводского воздуха, которые абсолютно не имеют контакта с пищевыми продуктами или упаковочным оборудованием. Часто можно наблюдать неэффективность, когда десикантные осушители используются для сушки всего сжатого воздуха на предприятии до точки росы минус 40 градусов Цельсия, когда только 40 процентов сжатого воздуха требует такого уровня осушения.
Более экономичное решение в таких случаях - использовать гибридную систему рефрижераторный-десикантный осушитель, размещая десикантные осушители непосредственно перед точками использования, требующими более низкой точки росы воздуха. Капитальные, эксплуатационные и эксплуатационные расходы поддерживаются как можно более низкими, при этом все еще осушая воздух для каждой части системы до требуемой точки росы под давлением.
Безопасность систем сжатого воздуха в пищевой промышленности требует комплексного подхода, включающего регулярный мониторинг, тестирование и соблюдение передовых производственных практик.
Различные международные и национальные стандарты регулируют использование сжатого воздуха в пищевой промышленности. Кодекс FDA Title 21, Part 110.40, Subpart C гласит, что сжатый воздух или другие газы, механически вводимые в пищу или используемые для очистки поверхностей или оборудования, контактирующих с пищевыми продуктами, должны обрабатываться таким образом, чтобы пища не была загрязнена.
Стандарт ISO 22000:2005 требует наличия программ предварительных условий для обеспечения подачи воздуха. Стандарт BSI PAS 220:2008 раздел 6.5 устанавливает, что системы сжатого воздуха должны быть сконструированы и обслуживаться таким образом, чтобы предотвращать загрязнение, и должны быть указаны требования к фильтрации, микробиологии и влажности.
Система анализа рисков и критических контрольных точек (HACCP) должна включать сжатый воздух как часть программы предварительных условий. Это означает формализацию передовых производственных практик и стандартных санитарных операционных процедур для систем сжатого воздуха.
Ключевые элементы плана HACCP для сжатого воздуха включают: идентификацию всех точек контакта сжатого воздуха с пищевыми продуктами или поверхностями, контактирующими с пищевыми продуктами; определение критических контрольных точек, где необходима стерильная фильтрация; установление критических лимитов для каждой контрольной точки; создание процедур мониторинга и тестирования; разработку корректирующих действий при отклонениях; ведение документации и записей.
Регулярное тестирование чистоты сжатого воздуха, контактирующего с пищевыми продуктами, является передовой практикой. Одного теста в один момент времени недостаточно. Системы сжатого воздуха являются динамическими, и всасывание компрессора подвержено микробиологическим, частичным и влажностным изменениям в течение года, а также накоплению загрязнений в системе.
Микробиологическое тестирование сжатого воздуха должно проводиться с использованием валидированных методов согласно ISO 8573-7. Важно использовать специализированные пробоотборники, которые точно измеряют объем воздуха и обеспечивают количественные результаты. Альтернативные методы экологического отбора проб, такие как распыление воздуха на чашку Петри в стерильном пакете, не подходят для тестирования сжатого воздуха, так как не обеспечивают точного измерения потока.
Рекомендуется тестирование на аэробный подсчет на пластинах и индикаторные организмы, соответствующие операции. Для применений, где продукты упаковываются, также следует проводить тестирование на дрожжи и плесень, используя агар с декстрозой картофеля. Многие компании обнаруживают, что споры дрожжей и плесени из сжатого воздуха, введенного в их окончательные операции упаковки, могут быть одной из причин, влияющих на срок годности.
Правильное обслуживание систем подготовки сжатого воздуха является критически важным для обеспечения постоянного качества воздуха и безопасности пищевых продуктов.
Фильтрующие элементы должны заменяться регулярно в соответствии со следующими рекомендациями. Со временем фильтры забиваются загрязнениями, что приводит к увеличению перепада давления и снижению эффективности фильтрации.
Рефрижераторные осушители требуют минимального обслуживания, но необходимо регулярно проверять работу автоматических дренажей, состояние теплообменников и уровень хладагента. Десикантные осушители требуют более интенсивного обслуживания, включающего проверку десиканта на признаки разрушения или загрязнения, проверку клапанов переключения и продувки, контроль потребления продувочного воздуха, мониторинг точки росы на выходе.
Все операции по обслуживанию, замене компонентов и результаты тестирования должны тщательно документироваться. Это включает: даты и результаты всех тестов качества воздуха; даты замены фильтрующих элементов и серийные номера; записи обслуживания осушителей и компрессоров; результаты тестов целостности стерильных фильтров; любые отклонения от спецификаций и корректирующие действия.
Ежедневно: Визуальная проверка работы автоматических дренажей, проверка показаний манометров на фильтрах
Еженедельно: Проверка работы осушителя, слив конденсата из ресивера
Ежемесячно: Проверка точки росы, тест целостности стерильных фильтров
Раз в квартал: Микробиологическое тестирование в критических точках
Раз в 6 месяцев: Полное тестирование качества воздуха (частицы, вода, масло, микробиология), замена стерильных фильтров
Раз в год: Замена всех фильтрующих элементов, обслуживание компрессора и осушителя
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.