Miten valita elintarvikeluokan pneumaattiset järjestelmät, jotka täyttävät alan standardit?

Kolmiruutuinen infografiikka, jossa selitetään elintarvikekäyttöön tarkoitettujen pneumaattisten järjestelmien valintakriteerit. Ensimmäisessä paneelissa, jonka otsikkona on "3-A Sanitary Standards", on suurennettu näkymä sileästä, kiillotetusta ja halkeilemattomasta ruostumattomasta teräksestä valmistetusta komponentista. Toisessa paneelissa "CIP-järjestelmien yhteensopivuus" kuvataan, miten komponentti kestää puhdistusjärjestelmän painepulssit. Kolmannessa paneelissa "Mikrobien säilyvyyden testaus" kuvataan laboratorioasetelma, jolla komponentin steriiliys testataan. — 3-A Saniteettistandardit

Väärien pneumaattisten komponenttien valitseminen elintarvikkeiden käsittelyyn voi johtaa kontaminaatioriskeihin, epäonnistuneisiin tarkastuksiin ja kalliisiin palautuksiin. Kun sääntelyn valvonta ja kuluttajien tietoisuus lisääntyvät, elintarviketurvallisuus ei ole koskaan ollut tärkeämpää järjestelmäsuunnittelussa.

Tehokkain lähestymistapa elintarvikekäyttöön soveltuvan pneumaattisen järjestelmän valintaan edellyttää 3-A Sanitary Standards -standardien materiaalivaatimusten ymmärtämistä, CIP-järjestelmän painepulssin analysointia ja asianmukaisten mikrobien pidätyskyvyn testausprotokollien toteuttamista järjestelmän täydellisen vaatimustenmukaisuuden varmistamiseksi.

Kun autoin erästä Wisconsinissa sijaitsevaa maidonjalostajaa päivittämään pneumatiikkajärjestelmänsä viime vuonna, he poistivat kolme pysyvää kontaminaatiokohtaa, jotka olivat aiemmin aiheuttaneet ongelmia tuotteiden laadussa. Kerron, mitä olen oppinut asianmukaisten elintarvikekäyttöön soveltuvien pneumaattisten komponenttien valinnasta.

Sisällysluettelo

Ymmärtäminen 3-A Saniteettistandardien materiaalit
CIP-järjestelmän painepulsaatioiden analysointi
Menetelmät mikrobien pidättymisriskin testaamiseksi
Päätelmä
Usein kysytyt kysymykset elintarvikelaatuisista pneumaattisista järjestelmistä

Mitkä materiaalit täyttävät elintarvikekäyttöön tarkoitettujen pneumaattisten järjestelmien 3-A-hygieniavaatimukset?

Elintarvikekäyttöön tarkoitetut pneumaattiset järjestelmät edellyttävät erityisiä materiaaleja, jotka täyttävät tiukat hygieniastandardit tuoteturvallisuuden ja säännöstenmukaisuuden varmistamiseksi.

Mukaan 3-A Saniteettistandardit¹, elintarvikekäyttöön tarkoitetut pneumaattiset järjestelmät metalliosissa tulisi käyttää 316L ruostumatonta terästä, FDA:n hyväksymä² PTFE-, silikoni- tai EPDM-tiivisteisiin, ja niiden on vältettävä lyijyä, kadmiumia tai muita myrkyllisiä metalleja sisältäviä materiaaleja, jotka voivat saastuttaa elintarvikkeita.

Tekninen infografiikka 3-A-materiaalien terveysstandardeista. Siinä näkyy puhdas, suurennettu poikkileikkaus pneumaattisesta komponentista. Merkintä osoittaa kotelon ja osoittaa sen merkinnällä "316L Stainless Steel" (316L ruostumatonta terästä). Toinen merkintä osoittaa O-renkaaseen, ja siinä lukee "FDA-hyväksytyt tiivisteet (esim. PTFE)". Erillisessä laatikossa "Kielletyt materiaalit" on lyijyn (Pb) ja kadmiumin (Cd) kemialliset symbolit yliviivattu punaisella ympyrällä ja vinoviivalla. — 3-A-sertifioidut komponentit

Kattava 3-A:n mukainen materiaaliluettelo

Metalliset komponentit

Komponentin tyyppi	Hyväksytyt materiaalit	Pintakäsittelyvaatimukset
Sylinterirungot	316L SS, 304 SS	Ra ≤ 0,8μm (32μin)
Kiinnittimet	316L SS	Ra ≤ 0,8μm (32μin)
Varusteet	316L SS, 304 SS	Ra ≤ 0,8μm (32μin)
Jakeluputket	316L SS	Ra ≤ 0,8μm (32μin)

Tiivisteen materiaalit

Hakemus	Ensisijaiset materiaalit	Lämpötila-alue
Dynaamiset tiivisteet	PTFE, UHMWPE	-20°C - 260°C
Staattiset tiivisteet	Silikoni, EPDM, FKM	-40°C - 200°C
Tiivisteet	Silikoni, PTFE	-40°C - 260°C

Voiteluaineet

Kaikkien voiteluaineiden on oltava:

FDA:n hyväksymä (21 CFR 178.3570).
H1-sertifioitu
Ei sisällä mineraaliöljyjä
Myrkytön ja hajuton

Työskentelin kerran erään juomavalmistajan kanssa, jolla oli toistuvia kontaminaatio-ongelmia huolimatta siitä, että hän käytti komponentteja, joiden hän luuli olevan elintarvikelaatua. Tarkastuksen jälkeen havaitsimme, että heidän pneumaattiset sylinterinsä sisälsivät messinkisiä komponentteja, joiden lyijypitoisuus ei täyttänyt 3-A-standardeja. Vaihdettuamme asianmukaisiin 316L-ruostumattomasta teräksestä valmistettuihin sylintereihin, saastumisongelmat poistuivat välittömästi.

Materiaalin valintaan liittyvät näkökohdat

Kun valitset elintarvikekäyttöön tarkoitettujen pneumaattisten järjestelmien materiaaleja, ota huomioon:

Tuotekontakti vs. muu kuin tuotekontakti - Altistumisriskin perusteella sovelletaan erilaisia standardeja
Puhdistusprotokollat - Jotkin materiaalit hajoavat tiettyjen puhdistuskemikaalien vaikutuksesta
Lämpötila-alueet - Prosessi- ja CIP-lämpötilat vaikuttavat materiaalin valintaan
Sertifiointiasiakirjat - Säilytä aina materiaalitodistukset tarkastuksia varten

Miten CIP-puhdistusjärjestelmien painepulssit tulisi analysoida?

Clean-In-Place (CIP)³ järjestelmien on tuotettava tasainen puhdistusteho koko järjestelmässä, mutta painepulssit voivat luoda kuolleita alueita ja heikentää puhdistustehoa.

Tehokkaaseen CIP-painepulsaatioanalyysiin tulisi sisältyä virtauksen visualisointitutkimuksia, paineanturin seurantaa useissa järjestelmän pisteissä ja laskennallinen nestedynamiikka (CFD)⁴ mallintaminen mahdollisten puhdistustyhjien alueiden tunnistamiseksi, joiden pulssitaajuus on alle 0,5 Hz.

Painepulsaation analyysimenetelmät

Reaaliaikainen seuranta

Tehokkain lähestymistapa on yhdistelmä:

Nopeat paineanturit - Vähintään 100 Hz näytteenottotaajuus
Virtausmittarit kriittisissä pisteissä - Paineen ja virtauksen suhteuttaminen
Lämpötila-anturit - Viskositeetin muutosten huomioon ottamiseksi

Tietojen analyysin parametrit

Kun analysoit CIP-painepulssitietoja, keskity seuraaviin seikkoihin:

Parametri	Hyväksyttävä alue	Kriittinen huolenaihe
Pulssin amplitudi	<5% keskimääräisestä paineesta	>10% keskipaineesta
Taajuus	0,5-2,0 Hz	2,0 Hz
Painehäviö	<10% kaikissa komponenteissa	>15% kaikissa komponenteissa

Optimointistrategiat

Toteuta nämä ratkaisut pulsaatioanalyysin perusteella:

Suuren impulssin pulssit

Asenna pulsaationvaimentimet pumpun ulostulon läheisyyteen.
Käytä monivaiheisia keskipakopumppuja syrjäytyspumppujen sijasta.
Lisää virtauksen stabilointiaineita

Taajuusongelmiin

Säädä pumpun nopeuden säätimet
Putkien halkaisijoiden muuttaminen kriittisissä kohdissa
Asenna resonanssia katkaisevat laitteet

Autoin hiljattain erästä juustontuottajaa analysoimaan CIP-järjestelmänsä jatkuvien laatuongelmien jälkeen. Käyttämällä paineantureita 12 järjestelmän pisteessä havaitsimme merkittäviä pulssituksia (17% amplitudi), jotka esiintyivät ongelmallisella 0,3 Hz:n taajuudella. Asentamalla oikein mitoitetut pulsaationvaimentimet ja muuttamalla putkiston geometriaa vähensimme pulssit alle 3%:iin, mikä paransi merkittävästi puhdistustehokkuutta.

Mitä menetelmiä sinun tulisi käyttää mikrobien pidättymisriskin testaamiseen?

Pneumaattisten järjestelmien mahdollisten mikrobien suojapaikkojen tunnistaminen on elintarviketurvallisuuden kannalta ratkaisevan tärkeää, mutta se jätetään usein huomiotta järjestelmän suunnittelussa.

Tehokkaimmassa mikrobien säilymisriskin testauksessa yhdistetään riboflaviinin fluoresenssitestaus UV-valossa, ATP-pyyhkäisytesti⁵ puhdistussyklien jälkeen ja sisäisten osien korkean resoluution poreskooppitarkastus mahdollisten pesäkohtien tunnistamiseksi.

Kolmiruutuinen infografiikka, joka havainnollistaa mikrobitestausmenetelmiä. Ensimmäisessä paneelissa, "Riboflaviinifluoresenssitesti", komponentti näkyy UV-valossa, jolloin piilossa oleva jäämä hehkuu. Toisessa paneelissa "ATP-puikkotestaus" näytetään, kuinka näytteen ottamiseen käytetään pyyhkäisypuikkoa, joka analysoidaan kämmenlaitteella. Kolmannessa paneelissa, "Borescope Inspection", taipuisaa kameran anturia käytetään etsimään sisäpinnan mikroskooppista naarmua, joka näytetään näytöllä. — Mikrobien testauslaitteet

Kattava testausprotokolla

Riboflaviinin testaus

Tämä menetelmä antaa visuaalisen vahvistuksen puhdistuksen tehokkuudesta:

Valmistetaan 0,2% riboflaviiniliuos.
Kiertää järjestelmän läpi normaaleissa käyttöolosuhteissa
Tyhjennetään ja suoritetaan tavanomainen CIP-menettely
Tarkastetaan UV-valolla (365 nm:n aallonpituus).
Dokumentoidaan kaikki fluoresoivat jäämät

ATP-testausstrategia

Komponentti	Näytteenottopaikat	Hyväksyttävä raja (RLU)
Sylinterin tiivisteet	Sauvatiiviste, tyynytiiviste	<150 RLU
Venttiilin rungot	Kelan alueet, pakoaukot	<100 RLU
Jakeluputket	Sisäiset kanavat, umpikujat	<100 RLU
Varusteet	Kierreliitokset, sisäiset porat	<150 RLU

Kehittyneet tarkastustekniikat

Perusteellinen riskinarviointi:

Boreskooppitarkastus - Käytä joustavia poreskooppeja, joiden resoluutio on vähintään 1080p.
3D-pintakartoitus - Monimutkaisten sisäisten geometrioiden osalta
Hydrodynaaminen virtauksen visualisointi - Väriaineen ruiskutus käytön aikana

Riskien lieventämisstrategiat

Toteuta nämä ratkaisut testaustulosten perusteella:

Suunnittelumuutokset - Poista halkeamat ja umpikujat
Materiaalin päivitykset - Korvaa ongelmalliset pinnat helpommin puhdistettavilla materiaaleilla.
Puhdistusprotokollan mukautukset - Muuttaa aikaa, lämpötilaa, kemiaa tai mekaanista toimintaa.

Erään vauvanruokien valmistajan laitoksen tarkastuksen aikana havaitsimme kriittisiä mikrobien säilymiseen liittyviä riskejä heidän pneumaattisessa siirtojärjestelmässään, jossa käytettiin näitä menetelmiä. Riboflaviinitestaus paljasti, että puhdistusliuos ei päässyt heidän sauvattomien sylinteriensä sisäisiin osiin. Siirtymällä erityisesti suunniteltuihin elintarvikekäyttöön tarkoitettuihin sauvattomiin pneumaattisiin sylintereihin, joissa on itsetyhjennysominaisuudet, he poistivat nämä pesäpaikat kokonaan.

Päätelmä

Sopivien elintarvikekäyttöön soveltuvien pneumaattisten järjestelmien valitseminen edellyttää 3-A Sanitary Standards -standardin mukaisten materiaalien huolellista tarkastelua, perusteellista CIP-painepulsaatioanalyysia ja kattavaa mikrobien pidättymisriskin testausta, jotta voidaan varmistaa tuoteturvallisuus, säännöstenmukaisuus ja järjestelmän optimaalinen suorituskyky.

Usein kysytyt kysymykset elintarvikelaatuisista pneumaattisista järjestelmistä

Mikä on 3-A Sanitary Standards -sertifikaatti?

3-A Sanitary Standards on kattava ohjeisto maito- ja muiden elintarvikkeiden käsittelyssä käytettäville laitteille. Sertifiointi varmistaa, että laitteet täyttävät tiukat hygieeniset suunnittelukriteerit, että ne on valmistettu elintarviketurvallisista materiaaleista ja että ne voidaan puhdistaa ja desinfioida tehokkaasti tuotteiden saastumisen estämiseksi.

Kuinka usein CIP-järjestelmät on validoitava elintarvikekäyttöön tarkoitettujen pneumaattisten komponenttien osalta?

Elintarvikekäyttöön soveltuville pneumaattisille komponenteille on tehtävä CIP-validointi vähintään kerran vuodessa, järjestelmämuutosten jälkeen tai käsiteltyjen tuotteiden vaihtuessa. Tiheämpää validointia (neljännesvuosittain) suositellaan korkean riskin tuotteille, kuten maitotuotteille, äidinmaidonkorvikkeille tai valmisruoille.

Mitkä ovat tärkeimmät erot elintarvikekäyttöön tarkoitettujen ja tavanomaisten pneumaattisten sylinterien välillä?

Elintarvikekäyttöön tarkoitetut pneumaattiset sylinterit eroavat vakiomalleista käyttämällä 316L ruostumattomasta teräksestä valmistettuja rakenteita (alumiini- tai hiiliteräksestä valmistettuja), FDA:n hyväksymiä tiivistemateriaaleja, saniteettisuunnittelua, jossa on mahdollisimman vähän rakoja, erikoisvoiteluaineita elintarvikkeisiin ja pintakäsittelyjä, joiden Ra-arvo on ≤0,8μm bakteerien tarttumisen estämiseksi.

Voidaanko sauvattomia pneumaattisia sylintereitä käyttää elintarvikkeiden jalostussovelluksissa?

Kyllä, erityisesti elintarvikekäyttöön suunniteltuja ruuvittomia pneumaattisia sylintereitä voidaan käyttää elintarvikkeiden käsittelyssä, kun niissä on 316L-ruostumattomasta teräksestä valmistettu rakenne, FDA:n mukaiset tiivisteet, itsetyhjenevät rakenteet ja asianmukaiset pintakäsittelyt. Nämä erikoistuneet sauvattomat sylinterit poistavat tartuntakohdat ja mahdollistavat täydellisen puhdistuksen ja desinfioinnin.

Mitkä puhdistuskemikaalit ovat yhteensopivia elintarvikekäyttöön tarkoitettujen pneumaattisten järjestelmien kanssa?

Elintarvikekäyttöön tarkoitetut pneumaattiset järjestelmät ovat yleensä yhteensopivia yleisten desinfiointiaineiden, kuten kvaternaaristen ammoniumyhdisteiden, peretikkahapon, vetyperoksidin ja klooripohjaisten desinfiointiaineiden kanssa. Pitoisuutta, lämpötilaa ja altistusaikaa on kuitenkin valvottava tiivisteiden ja muiden komponenttien vaurioitumisen estämiseksi. Tarkista aina kemikaalien yhteensopivuus järjestelmässäsi olevien erityismateriaalien kanssa.

Tarjoaa yksityiskohtaisen yleiskatsauksen 3-A Sanitary Standards, Inc:stä, joka on riippumaton organisaatio, joka on omistautunut edistämään hygieenisten laitteiden suunnittelua elintarvike-, juoma- ja lääketeollisuudessa. ↩
Selittää Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkeviraston (FDA) määräykset, erityisesti Code of Federal Regulations (CFR) -säädösten 21 osaston määräykset, jotka koskevat materiaaleja, jotka on hyväksytty suoraan kosketukseen elintarvikkeiden kanssa. ↩
Kuvaa CIP-järjestelmien (Clean-In-Place) periaatteet, jotka ovat automatisoitu menetelmä putkien, säiliöiden ja prosessilaitteiden sisäpintojen puhdistamiseksi ilman purkamista. ↩
Tarjoaa selityksen CFD:stä (Computational Fluid Dynamics), joka on nestemekaniikan osa-alue, jossa käytetään numeerista analyysia ja tietorakenteita nestevirtoihin liittyvien ongelmien analysointiin ja ratkaisemiseen. ↩
Yksityiskohtaiset tiedot adenosiinitrifosfaattitestauksen (ATP) taustalla olevasta tieteestä, joka on nopea menetelmä, jota käytetään pintojen puhtauden arvioimiseen havaitsemalla orgaanisen aineksen määrä bioluminesenssireaktion avulla. ↩

Hei, olen Chuck, vanhempi asiantuntija, jolla on 15 vuoden kokemus pneumatiikka-alalta. Bepto Pneumaticilla keskityn tuottamaan asiakkaillemme laadukkaita, räätälöityjä pneumatiikkaratkaisuja. Asiantuntemukseni kattaa teollisuusautomaation, pneumatiikkajärjestelmien suunnittelun ja integroinnin sekä avainkomponenttien soveltamisen ja optimoinnin. Jos sinulla on kysyttävää tai haluat keskustella projektitarpeistasi, ota rohkeasti yhteyttä minuun osoitteessa chuck@bepto.com.