Kaip pasirinkti maisto pramonės standartus atitinkančias pneumatines sistemas?

Trijų skydelių infografikas, kuriame paaiškinti maisto pramonės pneumatinių sistemų pasirinkimo kriterijai. Pirmajame skydelyje, pavadintame "3-A sanitariniai standartai", pavaizduotas padidintas lygaus, poliruoto ir be plyšių nerūdijančio plieno komponento vaizdas. Antrajame skydelyje "CIP sistemos suderinamumas" pavaizduota, kaip komponentas atlaiko valymo sistemos slėgio pulsacijas. Trečiajame skydelyje "Mikrobų sulaikymo bandymas" pavaizduota laboratorinė įranga, skirta komponento sterilumui patikrinti. — 3-A Sanitariniai standartai

Pasirinkus netinkamus pneumatinius komponentus maisto perdirbimui, gali kilti užteršimo pavojus, nepavykti atlikti patikrinimų ir brangiai kainuoti produktų atšaukimas. Didėjant teisės aktų kontrolei ir vartotojų sąmoningumui, maisto sauga dar niekada nebuvo taip svarbi projektuojant sistemas.

Veiksmingiausias požiūris į maisto produktų pneumatinės sistemos pasirinkimą apima 3-A sanitarinių standartų reikalavimų medžiagoms supratimą, CIP sistemos slėgio pulsacijų analizę ir tinkamų mikrobų sulaikymo bandymų protokolų įgyvendinimą, kad būtų užtikrinta visiška sistemos atitiktis.

Kai praėjusiais metais padėjau Viskonsino valstijoje esančiai pieno perdirbimo įmonei atnaujinti pneumatines sistemas, ji pašalino tris nuolatinius užterštumo taškus, dėl kurių anksčiau kildavo produktų kokybės problemų. Leiskite pasidalyti tuo, ką išmokau apie tinkamų maisto produktams skirtų pneumatinių komponentų pasirinkimą.

Turinys

3-A sanitarinių standartų medžiagų supratimas
CIP sistemos slėgio pulsacijų analizė
Mikrobų sulaikymo rizikos tyrimo metodai
Išvada
Dažniausiai užduodami klausimai apie maisto produktų pneumatines sistemas

Kokios medžiagos atitinka 3-A sanitarinius standartus, taikomus maisto pramonės pneumatinėms sistemoms?

Pneumatinėms sistemoms, skirtoms maistui, reikalingos specialios medžiagos, atitinkančios griežtus sanitarinius standartus, kad būtų užtikrinta produktų sauga ir atitiktis teisės aktų reikalavimams.

Pagal 3-A Sanitariniai standartai¹, maisto produktų pneumatinės sistemos metaliniams komponentams turėtų būti naudojamas 316L nerūdijantis plienas, FDA patvirtintas² PTFE, silikono arba EPDM sandarikliams ir turi vengti medžiagų, kurių sudėtyje yra švino, kadmio ar kitų toksiškų metalų, galinčių užteršti maisto produktus.

Techninis infografikas apie 3-A medžiagų sanitarinius standartus. Jame pavaizduotas švarus, padidintas pneumatinio komponento skersinis pjūvis. Žymeklis rodo į korpusą ir nurodo, kad jis yra "316L nerūdijantis plienas". Kitas užrašas rodo į O formos žiedą ir nurodo, kad jis yra "FDA patvirtinti sandarikliai (pvz., PTFE)". Atskirame langelyje, pažymėtame užrašu "Draudžiamos medžiagos", švino (Pb) ir kadmio (Cd) cheminiai simboliai perbraukti raudonu apskritimu ir brūkšneliu. — 3-A sertifikuoti komponentai

Išsamus 3-A reikalavimus atitinkančių medžiagų sąrašas

Metalo komponentai

Komponentų tipas	Patvirtintos medžiagos	Paviršiaus apdailos reikalavimai
Cilindrų korpusai	316L SS, 304 SS	Ra ≤ 0,8 μm (32 μin)
Tvirtinimo detalės	316L SS	Ra ≤ 0,8 μm (32 μin)
Jungiamosios detalės	316L SS, 304 SS	Ra ≤ 0,8 μm (32 μin)
Kolektoriai	316L SS	Ra ≤ 0,8 μm (32 μin)

Sandarinimo medžiagos

Paraiška	Pirminės medžiagos	Temperatūros diapazonas
Dinaminiai sandarikliai	PTFE, UHMWPE	Nuo -20 °C iki 260 °C
Statiniai sandarikliai	Silikonas, EPDM, FKM	nuo -40 °C iki 200 °C
Tarpikliai	Silikonas, PTFE	nuo -40 °C iki 260 °C

Tepalai

Visi tepalai turi būti:

Patvirtinta FDA (21 CFR 178.3570)
H1 sertifikatas
Be mineralinių aliejų
Netoksiškas ir bekvapis

Kartą dirbau su gėrimų gamintoju, kuris nuolat susidurdavo su užterštumo problemomis, nors naudojo, jo manymu, tinkamus maistui komponentus. Patikrinę nustatėme, kad jų pneumatiniuose cilindruose buvo žalvarinių komponentų, kurių sudėtyje esantis švinas neatitiko 3-A standartų. Perėjus prie tinkamų 316L nerūdijančiojo plieno cilindrų, užterštumo problemos iš karto buvo pašalintos.

Medžiagų pasirinkimo aspektai

Rinkdamiesi medžiagas maisto pramonės pneumatinėms sistemoms, atsižvelkite į:

Sąlytis su produktu ir su produktu nesusijęs kontaktas - Pagal poveikio riziką taikomi skirtingi standartai
Valymo protokolai - Kai kurios medžiagos suyra dėl tam tikrų valymo cheminių medžiagų.
Temperatūros intervalai - Proceso ir CIP temperatūra turi įtakos medžiagos pasirinkimui
Sertifikavimo dokumentai - Visada turėkite medžiagų sertifikatus, reikalingus auditui atlikti

Kaip reikėtų analizuoti slėgio pulsacijas CIP valymo sistemose?

"Clean-In-Place" (CIP)³ sistemos turi užtikrinti tolygų valymo poveikį visoje sistemoje, tačiau dėl slėgio pulsacijų gali susidaryti negyvosios zonos ir sumažėti valymo efektyvumas.

Veiksminga CIP slėgio pulsacijos analizė turėtų apimti srauto vizualizavimo tyrimus, slėgio keitiklių stebėjimą keliuose sistemos taškuose ir Skaičiuojamoji skysčių dinamika (CFD)⁴ modeliavimas siekiant nustatyti galimas valymo negyvąsias zonas, kuriose pulsacijos dažnis yra mažesnis nei 0,5 Hz.

Slėgio pulsacijos analizės metodai

Stebėsena realiuoju laiku

Veiksmingiausias būdas yra derinti:

Didelio greičio slėgio keitikliai - Mažiausias 100 Hz diskretizavimo dažnis
Srauto matuokliai kritiniuose taškuose - Slėgio ir srauto koreliacija
Temperatūros jutikliai - Siekiant atsižvelgti į klampumo pokyčius

Duomenų analizės parametrai

Analizuodami CIP slėgio pulsacijos duomenis, sutelkite dėmesį į:

Parametras	Priimtinas diapazonas	Kritinis susirūpinimas
Pulsacijos amplitudė	<5% vidutinio slėgio	>10% vidutinio slėgio
Dažnis	0,5-2,0 Hz	2,0 Hz
Slėgio kritimas	<10% tarp komponentų	>15% visose sudedamosiose dalyse

Optimizavimo strategijos

Remdamiesi pulsacijos analize, įgyvendinkite šiuos sprendimus:

Didelės amplitudės impulsų atveju

Prie siurblio išleidimo įrengti pulsacijos slopintuvus
Naudokite daugiapakopius išcentrinius siurblius vietoj stūmoklinių.
Pridėkite srauto stabilizatorių

Dėl dažnio problemų

Sureguliuokite siurblio greičio valdiklius
Keisti vamzdžių skersmenis kritiniuose taškuose
Įrengti rezonansą slopinančius įtaisus

Neseniai padėjau sūrio gamintojui išanalizuoti jo CIP sistemą po nuolatinių kokybės problemų. Naudodami slėgio daviklius 12-oje sistemos taškų, nustatėme dideles pulsacijas (17% amplitudė), pasireiškiančias probleminiu 0,3 Hz dažniu. Įrengę tinkamo dydžio pulsacijų slopintuvus ir pakeitę vamzdžio geometriją, pulsacijas sumažinome iki mažiau nei 3% ir gerokai padidinome valymo efektyvumą.

Kokius metodus turėtumėte naudoti mikrobų sulaikymo rizikai tikrinti?

Pneumatinėse sistemose nustatyti galimas mikrobų prieglobsčio vietas yra labai svarbu maisto saugai užtikrinti, tačiau projektuojant sistemas į tai dažnai neatsižvelgiama.

Veiksmingiausias mikrobų išsilaikymo rizikos tyrimas yra riboflavino fluorescencijos tyrimas UV šviesoje, ATP tepinėlių tyrimai⁵ po valymo ciklų ir didelės skiriamosios gebos vidinių komponentų apžiūrą boroskopu, siekiant nustatyti galimas prieglobsčio vietas.

Trijų skydelių infografikas, iliustruojantis mikrobų tyrimo metodus. Pirmajame skydelyje "Riboflavino fluorescencijos testas" komponentas rodomas UV šviesoje, todėl paslėptos liekanos švyti. Antrajame skydelyje "ATP tampono tyrimas" parodytas tamponas, kuriuo paimamas mėginys ir kuris vėliau analizuojamas rankiniu prietaisu. Trečiajame skydelyje "Boroskopinis tikrinimas" rodoma, kaip lanksčiu kameros zondu randamas mikroskopinis įbrėžimas vidiniame paviršiuje, kuris rodomas ekrane. — Mikrobų tyrimo įranga

Išsamus tyrimo protokolas

Riboflavino tyrimas

Šiuo metodu vizualiai patvirtinamas valymo veiksmingumas:

Paruoškite 0,2% riboflavino tirpalo
Cirkuliacija sistemoje įprastomis darbo sąlygomis
Nusausinkite vandenį ir atlikite standartinę CIP procedūrą
Patikrinkite UV šviesa (365 nm bangos ilgio)
Dokumentuoti bet kokius fluorescencinius likučius

ATP testavimo strategija

Komponentas	Mėginių ėmimo taškai	Leistina riba (RLU)
Cilindrų sandarikliai	Strypo sandariklis, pagalvinis sandariklis	<150 RLU
Vožtuvų korpusai	Spiralės sritys, išmetimo angos	<100 RLU
Kolektoriai	Vidiniai kanalai, aklavietės	<100 RLU
Jungiamosios detalės	Sriegių sandūros, vidinės angos	<150 RLU

Pažangūs tikrinimo metodai

Išsamiam rizikos įvertinimui:

Boreskopinis tikrinimas - Naudokite lanksčius boroskopus, kurių skiriamoji geba ne mažesnė kaip 1080p
3D paviršiaus kartografavimas - Sudėtingoms vidinėms geometrijoms
Hidrodinaminio srauto vizualizavimas - Dažų įpurškimas operacijos metu

Rizikos mažinimo strategijos

Remdamiesi bandymų rezultatais, įgyvendinkite šiuos sprendimus:

Dizaino pakeitimai - Pašalinkite plyšius ir aklavietes
Medžiagų atnaujinimai - Pakeiskite probleminius paviršius geriau valomomis medžiagomis.
Valymo protokolo koregavimas - Keisti laiką, temperatūrą, chemiją ar mechaninį poveikį

Atlikdami kūdikių maisto gamintojo įmonės auditą, nustatėme kritinę mikrobų sulaikymo riziką jų pneumatinėje pernešimo sistemoje, kurioje buvo naudojami šie metodai. Atlikus riboflavino bandymus paaiškėjo, kad valymo tirpalas nepasiekdavo jų cilindrų be strypų vidinių komponentų. Pereidami prie specialiai suprojektuotų maistui skirtų pneumatinių cilindrų be strypų su savaiminio nusausinimo funkcijomis, jie visiškai pašalino šias prieglobsčio vietas.

Išvada

Norint pasirinkti tinkamas maisto produktų pneumatines sistemas, reikia atidžiai išnagrinėti 3-A sanitarinių standartų medžiagas, atlikti išsamią CIP slėgio pulsacijos analizę ir atlikti išsamius mikrobų sulaikymo rizikos bandymus, kad būtų užtikrinta produktų sauga, atitiktis teisės aktų reikalavimams ir optimalus sistemos veikimas.

Dažniausiai užduodami klausimai apie maisto produktų pneumatines sistemas

Kas yra 3-A sanitarinių standartų sertifikavimas?

3-A sanitariniai standartai - tai išsamus gairių rinkinys, skirtas įrangai, naudojamai perdirbant pieno ir kitus maisto produktus. Sertifikavimas užtikrina, kad įranga atitinka griežtus higieninio projektavimo kriterijus, yra pagaminta iš maistui saugių medžiagų ir gali būti veiksmingai valoma bei dezinfekuojama, kad būtų išvengta produktų užteršimo.

Kaip dažnai reikėtų patvirtinti CIP sistemų tinkamumą maisto produktams skirtiems pneumatiniams komponentams?

Pneumatiniai komponentai, skirti maistui, turėtų būti tikrinami CIP ne rečiau kaip kartą per metus, atlikus bet kokį sistemos pakeitimą arba pakeitus apdorotus produktus. Dažniau (kartą per ketvirtį) rekomenduojama tikrinti didelės rizikos produktus, pavyzdžiui, pieno produktus, mišinius kūdikiams ar paruoštus vartoti maisto produktus.

Kokie yra pagrindiniai skirtumai tarp maistinių ir standartinių pneumatinių cilindrų?

Maisto produktams skirti pneumatiniai cilindrai skiriasi nuo standartinių modelių tuo, kad juose naudojama 316L nerūdijančiojo plieno konstrukcija (palyginti su aliuminiu ar angliniu plienu), FDA patvirtintos sandarinimo medžiagos, sanitarinė konstrukcija su minimaliu plyšių kiekiu, specialūs maisto produktams skirti tepalai ir paviršiaus apdaila, kurios Ra vertė ≤0,8 μm, kad būtų išvengta bakterijų prilipimo.

Ar galima naudoti pneumatinius cilindrus be lazdelių maisto perdirbimo srityje?

Taip, specialiai suprojektuotus maisto produktams skirtus pneumatinius cilindrus be lazdelių galima naudoti maisto pramonėje, jei jie turi 316L nerūdijančiojo plieno konstrukciją, FDA reikalavimus atitinkančius sandariklius, savaiminio nusausinimo konstrukciją ir tinkamą paviršiaus apdailą. Šie specializuoti cilindrai be strypų pašalina prieglobsčio vietas ir leidžia juos visiškai išvalyti ir dezinfekuoti.

Kokios valymo cheminės medžiagos yra suderinamos su maisto produktų pneumatinėmis sistemomis?

Pneumatinės maisto produktų sistemos paprastai suderinamos su įprastais dezinfekavimo priemonėmis, pavyzdžiui, ketvirtiniais amonio junginiais, peracto rūgštimi, vandenilio peroksidu ir chloro pagrindo dezinfekavimo priemonėmis. Tačiau reikia kontroliuoti koncentraciją, temperatūrą ir poveikio laiką, kad būtų išvengta sandariklių ir kitų komponentų pažeidimų. Visada patikrinkite cheminių medžiagų suderinamumą su konkrečiomis jūsų sistemos medžiagomis.

Pateikiama išsami nepriklausomos organizacijos "3-A Sanitary Standards, Inc.", siekiančios tobulinti maisto, gėrimų ir farmacijos pramonės higieninės įrangos projektavimą, apžvalga. ↩
Paaiškina JAV Maisto ir vaistų administracijos (FDA) taisykles, ypač Federalinių taisyklių kodekso (CFR) 21 antraštinę dalį, reglamentuojančią medžiagas, patvirtintas tiesioginiam sąlyčiui su maisto produktais. ↩
Aprašomi "Clean-In-Place" (CIP) sistemų - automatizuoto vamzdžių, indų ir technologinės įrangos vidinių paviršių valymo neišmontuojant - principai. ↩
Siūlo paaiškinimą apie skaičiavimo skysčių dinamiką (CFD) - skysčių mechanikos šaką, kurioje naudojama skaitinė analizė ir duomenų struktūros skysčių srautų problemoms analizuoti ir spręsti. ↩
Išsami informacija apie adenozino trifosfato (ATP) testavimą - greitą metodą, naudojamą paviršių švarai įvertinti, nustatant organinių medžiagų kiekį per bioliuminescencijos reakciją. ↩

Sveiki, esu Chuckas, vyresnysis ekspertas, turintis 15 metų patirtį pneumatikos pramonėje. Bendrovėje "Bepto Pneumatic" daugiausia dėmesio skiriu aukštos kokybės, mūsų klientams pritaikytų pneumatinių sprendimų teikimui. Mano kompetencija apima pramonės automatizavimą, pneumatinių sistemų projektavimą ir integravimą, taip pat pagrindinių komponentų taikymą ir optimizavimą. Jei turite klausimų arba norėtumėte aptarti savo projekto poreikius, nedvejodami kreipkitės į mane el. paštu chuck@bepto.com.