سیستم های هوای فشرده در صنایع غذایی

هوای فشرده یکی از مهم ترین انرژی های مورد استفاده در صنایع فرآوری و بسته بندی غذا در همه کشورهای جهان است. هوای فشرده باید عاری از هرگونه آلودگی با شد تا بهداشت محصولات غذایی آماده شده را تضمین نماید.به همین منظور توسط جامعه هوای فشرده بریتانیا(BCAS) یک کد کاربری برای درجه بندی هوای مورد استفاده صنایع غذایی تعریف شده که در آن 3مدل سیستم هوای فشرده و همچنین خصوصیات مورد نیاز برای پاکیزگی آن پیشنهاد می شود.

هوای فشرده پشتیبان مواد غذایی است

از آنجائیکه صنایع غذایی بسیار متنوع هستند، هوای فشرده نیز نیاز خواهند داشت. در حال حاضر در آمریکا بیش از 112هزارنفر در بیش از 1300مجموعه صنعتی در حوزه صنایع میوه و سبزیجات در حال فعالیت هستند. این کارخانجات با فرآوری، سردکردن، بسته بندی و دی هیدراته کردن میوه و سبزیجات سرو کار دارند. این بخش حدود7.5% کل مجموعه های غذایی آمریکا را تشکیل می دهد.

در بسیاری از اینگونه صنایع از سیستم های هوای فشرده برای تمییز کردن هوای کانتینرها قبل از ورود محصولات به آنها، مرتب سازی محصولات به صورت اتوماتیک و همچنین بسته بندی محصول استفاده می شود.ده ها هزار کارخانه دیگر در سایر بخش های صنایع غذایی وجود دارند که از هوای فشرده استفاده می کنند. در بسیاری از آنها نظیر نانوایی های صنعتی، هوای فشرده کاربرد دمندگی دارد و بسیاری دیگر از آنها برای پاکسازی کانتینرها استفاده می شود. از دیگر کاربردهای هوای فشرده بریدن و شکل دادن به محصولات است.

از مهم ترین کاربردهای دیگر هوای فشرده شکل دادن، پرکردن و بسته بندی گوشه های بسته شیر و آبمیوه در صنایع اب میوه و شیر است که توسط ماشین های اتوماتیک انجام می شود. این ماشین ها به طور مداوم باید مورد شستشو قرار گیرند تا شرایط بهداشتی خود را حفظ کنند چرا که علاوه بر آب، در معرض شوینده های شیمیایی و هیدروکسید پتاسیم-سدیم نیز هستند.

در چنین مواردی سیستم های پنوماتیک به سیستم های هیدرولیک ترجیح داده می شوند زیرا در یک محیط مرطوب، نشت روغن می تواند سطح محیط کار را به یک محیط خطرناک واقعی تبدیل کند. امکان نگهداری ساده تر و در زمان کمتر از مزیت های بزرگ سیستم های پنوماتیک است.
از هوای فشرده به یک “ماهیچه” تعبیر می شود که ضمن قوی بودن، انعطاف پذیر نیز می باشد. هوای فشرده برای صنایع PET جهت (Blow Molding)در مقیاس های مختلف از فشارهای پائین 1بار که برای دمش های ساده مورد استفاده قرار می گیرد تا فشارهای تا50بار قابل استفاده است. امروز در صنایع غذایی امکان بهره مندی از تمامی مزیت های هوای فشرده وجود دارد.

هوای فشرده باید عاری از هرگونه آلودگی باشد

آلودگی هایی که هوای فشرده را تحت تأثیر قرار می دهد، رطوبت، بخار آب، ذرات جامد و بخارات و ترکیبات گاز و هوا می باشند.
حضور رطوبت در هوا اولین نگرانی صنعت غذا است زیرا یک محیط ایده آل برای قارچ ها و میکروارگانیسم ها فراهم می کند. این رطوبت ممکن است از طریق لوله کشی ها حتی به محل مصرف هوا که در ارتباط مستقیم با محصولات غذایی قرار می گیرد نفوذ کند.
میکروارگانیسم ها و قارچ ها می توانند در سیستم لوله کشیرشد کرده و سپس به محصولات و نهایتاً کانتینرهای غذا راه پیدا کنند. به همین منظور و در راستای جلوگیری از این امر، فشار در نقطه شبنم باید پائین تر از26- درجه سانتیگراد باشد. خشک کردن هوا تا یک دیوپوینت مشخص یکی از راه های مناسب به منظور رطوبت زدایی از سیستم هوای فشرده است.
مشخصه دیوپوینت یا 3+ درجه سانتیگراد و یا 40-درجه سانتیگراد می تواند باشد. در بعضی کارخانجات به منظور کاهش هزینه های انرژی مرتبط با خشک کردن هوای فشرده و بسته به میزان در ارتباط بودن هوا با محصولات غذایی از هر دو مشخصه دیوپوینت استفاده می کنند.

(دیوپوینت فشار هوای فشرده باید زیر 26- درجه سانتیگراد باشد تا از رشد قارچ ها و میکرو ارگانیسم ها در سیستم لوله کشی جلوگیری شود)

ذرات جامد نیز باید از طریق فیلتراسیون از سیستم هوای فشرده جدا شوند. زمانیکه هوا در پائین تر از 26-درجه سانتیگراد خشک شوند. قارچ ها و میکروارگانیسم ها به تخم میکروب تبدیل شده و حتما باید فیلتر شوند. از دیگر منابع تولید کننده ذرات جامد، پوشش ها و پوسته های روتورهای کمپرسور، لوله های سیستم لوله کشی و گرد و غبارهایی که امکان ورود به کمپرسورهای هوا را دارند می باشند.
پیشنهاد می شود زمانی که محصولات فیلتراسیون هوای فشرده را انتخاب می کنید از استاندارد بودن فیلترها مطمئن شوید.

بخارات و گارهای روغن نیز از دیگر معضلات مهم هستند. یک افسانه در سیستم های هوای فشرده می گوید استفاده از کمپرسورهای هوا بدون روغن این مشکل را حل می کند. این اصلاً درست نیست چرا که هوای معلق که توسط کمپرسورهای هوا مکش می شود با خود بخار آب، ذرات و هیدروکربن حمل می کند و لذا همیشه درایرها و فیلترهای هوای فشرده مورد نیاز می باشد.

سه مدل از از سیستم های هوای فشرده

صنایع غذایی با این سوال روبرو هستند که چگونه یک هوای ایمن و کارا داشته باشند. قبل از پاسخ باید مشخص شود که چه نوع از هوای فشرده در کارخانه استفاده می کنند. جامعه هوای فشرده بریتانیا 3دسته از هوای فشرده برای صنایع غذایی تعیین کرده است.
1- سیستم های در تماس با مستقیم با با غذا System With Contact With Food
2- سیستم های غیرتماس با ریسک بالا Non-Contact High-Risk
3- سیستم های غیر تماس با ریسک پایین Non-Contact Low-Risk

کد درجه بندی هوای فشرده در صنایع غذایی

سیستم اول:
در این درجه بندی تماس به این صورت تعریف شده است “فرآیندی که در آن از هوای فشرده به عنوان بخشی از تولید و فرآوری غذا شامل بسته بندی و انتقال غذای سالم مورد استفاده قرار می گیرد”
یکی از راه های شناسایی تماس، در تماس بودن هوا با غذا است. در چنین شرایطی مصرف نهایی هوا باید مطمئن شود که سطح پاکی هوا رعایت شده است و هوای کاملاً پاک و عاری از هرگونه آلودگی دریافت کرده است.

به عنوان نمونه برای مشخص کردن بهتر تماس، یک ماشین پوست گیری میوه و سبزیجات را در نظر بگیرید که از هوای فشرده توسط Jet Nozzle ها برای پوست کندن سبزیجات و پیاز استفاده می کنند. این کد در این سیستم پیشنهاد می دهد که از دیوپوینت 40-درجه سانتیگراد استفاده شود که دیگر هیچ میکروارگانیسمی امکان رشد نداشته باشد.
این کار توسط درایرهای هوای دسیکانت(جذبی) که در کمپرسورخانه قرار دارد، امکان پذیر است. همچنین می بایست برای جداسازی ذرات جامد و بخارات روغن تا حد مجاز و مشخص شده در کد درجه بندی از فیلترهای هوا استفاده نمود.

نمونه ای از درایرهای جذبی هوای فشرده

سیستم دوم:
غیر تماس بدین صورت تعریف شده است “فرآیندی که در آن هوای فشرده در فضای محل تولید، تهیه، فرآوری، بسته بندی و انبار محصولات تخلیه می شود” در این حالت هم محدوده ریسک بالا و هم ریسک پائین خواهیم داشت.
محدوده ریسک بالا می تواند آنجایی باشد که که از هوا برای فرآیند Blow Molding درصنایع PET برای ایجاد ظروف استفاده می شود و سپس در کمتر از یک روز محصول غذا در درون آن قرار داده می شود. بدون داشتن هوای پاک و تمییز امکان نفوذ رطوبت به روغن و ذرات باکتری ها در پکیج ها وجود دارد.
درجه بندی در چنین شرایطی همان موارد سیستم اول را پیشنهاد می کند تا تأمین هوای فشرده ایمن و تمییز را ضمانت نماید.

سیستم سوم:
در این گونه سیستم ها این کد دیوپوینت 3+درجه سانتیگراد را پیشنهاد می دهد. این کار توسط درایرهای هوای فشرده تبریدی که در کمپرسورخانه تعبیه شده امکان پذیر است. البته هر کارخانه ای باید بررسی کند که آیا برای تأمین این دیوپوینت به درایرهای نزدیک محل مصرف هوا نیاز دارد یا خیر.
البته باید به این نکته اشاره کرد که مجموعه های صنایع غذایی در بسیاری از موارد در حالت Over Protect هستند.
یعنی در حالی که بیش از 50% هوای فشرده خود را برای کاربردهای Plant Air استفاده می کنند برای خشک کردن همه آن هوا از درایرهای جذبی تا 40-درجه سانتیگراد دیوپوینت کار می کشند. این در شرایطی است که تنها حدود نیمی از هوا به چنین دیوپوینتی نیاز دارد.

استفاده از هوا برای استفاده های Plant Air از نوع غیر تماس با ریسک پایین است و لذا باید در طراحی سیستم های هوای فشرده به چنین مواردی توجه شود.
بهتر است بدانیم که درایرهای تبریدی در شرایط نرمال هزینه های انرژی بسیار پائین تری از درایرهای هوای جذبی دارند.
درایرهای جذبی از 20%-10% (بسته با سازنده درایر) هوای فشرده برای احیاء مجدد فرآیند جذب استفاده می کنند. در این سیستم های نوع سوم، همانند سیستم های نوع اول از فیلترها برای جداسازی ذرات جامد ئ بخارات روغن استفاده می شود.

نمونه ای از درایرهای تبریدی هوای فشرده

نتیجه:هوای فشرده زمانی می تواند به صورت کاملاً اثربخش و کارا از صنایع پشتیبانی نماید که عاری از هرگونه آلودگی باشد. کارشناسان و متخصصین صنایع غذایی باید بدانند که از کدامیک از سیستم های اشاره شده استفاده می کنند و به همان نسبت برای پاکسازی هوا، فرآیند متناسب با آن را در پیش بگیرند.